Ako ovplyvňuje kvalita oplachovej vody (kohútik vs. deionizovaná) kinetiku repasivácie a následnú jamku v titánovom ohrievači, ktorý je denne čistený 10% kyselinou fosforečnou pri 80 stupňoch?

V priemyselných prevádzkach sa titánové ohrievače dávajú do striedavých korozívnych a umývacích podmienok s denným čistiacim cyklom s použitím 10% kyseliny fosforečnej pri 80 stupňoch. Kvalita oplachovej vody medzi čistiacimi cyklami je podstatná pre kinetiku repasivácie titánového povrchu. Deionizovaná voda s odporom > 1 MΩ·cm umožňuje rýchlu repasiváciu a vytvorenie stabilného pasívneho filmu v priebehu 10–30 min. Voda z vodovodu obsahujúca chloridy (zvyčajne 50–200 ppm) a iné ióny spomaľuje repasiváciu, čím sa zvyšuje čas na dosiahnutie stabilnej vrstvy na 2–6 hodín a na povrchu zostávajú adsorbované chloridy, ktoré počas neskoršej prevádzky slúžia ako miesta spustenia jamiek. Zvolená kvalita oplachovej vody priamo ovplyvňuje hustotu jamiek a životnosť ohrievača.

Mechanizmus vplyvu oplachovej vody na kinetiku repasivácie

Po ošetrení 10% kyselinou fosforečnou je titánový povrch v aktívnom alebo čiastočne pasívnom stave. Kyselina sa odstraňuje preplachovaním, ale tiež nastavuje chemické zloženie roztoku, v ktorom dochádza k repasivácii. Deionizovaná voda poskytuje čisté prostredie s nízkou vodivosťou pre rovnomerný rast titánového pasívneho filmu. Nie sú prítomné žiadne nepriateľské ióny a môže sa vytvoriť hustá stechiometrická vrstva Ti02. Chloridové ióny z vodovodnej vody sú adsorbované na povrchu titánu a súťažia s kyslíkom o adsorpčné miesta. A chloridy zastavujú vytváranie pasívneho filmu a môžu sa zachytiť pod oxidom, keď sa tvorí, čo spôsobí slabé miesta, ktoré začnú vytvárať jamky, keď je ohrievač opäť uvedený do prevádzky. Čas repasivácie je čas potrebný na to, aby hustota korózneho prúdu po opláchnutí klesla pod 1 µA/cm2.

Kvantitatívne časy repasivácie a rýchlosti tvorby jamiek rôznych kvalít oplachovej vody

Kontrolované testovanie titánových kupónov 2. stupňa s použitím denného 1-hodinového ponorenia do 10 % kyseliny fosforečnej pri 80 stupňoch, po ktorom nasleduje 15-minútové oplachovanie a potom ponorenie do 3 % NaCl pri 60 stupňoch na zopakovanie prevádzky, preukázalo nasledujúce správanie počas 30 cyklov. Doba repasivácie po oplachu deionizovanou vodou s merným odporom 18 MΩ·cm je 10–30 minút, hrúbka pasívneho filmu po 1 hodine je 3–5 nm, hustota jamiek pri následnom použití je 0–5 jamiek na cm² a maximálna hĺbka jamiek po 500 hodinách je 0-20 µm. Tento výkon sa považuje za skvelý. Čas repasivácie v zmäkčenej vode z vodovodu (10 000 Ω·cm merný odpor, 20 ppm chloridov) sa zvyšuje na 30–90 minút, hrúbka filmu po 1 hodine je 2–4 nm, hustota jamiek je 5 – 20 jamiek/cm2 a hĺbka jamiek je 20 – 80 μm, čo naznačuje dobrý výkon. normálna voda z vodovodu, 2000 Ohm-cm odpor, 100 ppm doba repasivácie chloridu 1-3 hodiny hrúbka filmu po 1 hodine 1-3 nm hustota jamiek 20-80 jamiek/cm2 hĺbka jamiek 80-200 mm priemerná až slabá. Tvrdá voda z vodovodu má čas repasivácie 3–6 hodín, hrúbku filmu 1–2 nm po 1 hodine, hustotu jamiek > 80 jamiek/cm² a hĺbku jamiek > 200 µm pri odpore 500 Ω·cm a 200 ppm chloridu, čo je neprijateľné.

Vplyv trvania oplachu a teploty na kvalitu repasivácie

Účinnosť plákania závisí od kvality vody a parametrov plákania. 5 minút oplachovania deionizovanou vodou viedlo k 80% repasivácii v porovnaní s 30 minútovým oplachom. 60-minútové oplachovanie vodou z vodovodu so 100 ppm chloridu nie je ekvivalentné 10-minútovému oplachu deionizovanou vodou z hľadiska kvality repasivácie. Teplota vody na oplachovanie je ďalším dôležitým faktorom; teplá oplachová voda (40 stupňov) zlepšuje kinetiku repasivácie o 30–50 % v porovnaní so studenou oplachovou vodou (20 stupňov) pre deionizovanú aj vodovodnú vodu. Teplá voda z vodovodu však môže spôsobiť koncentráciu chloridov počas procesu sušenia, čo zhoršuje výsledok. Pre všetky kvality vody je ďalšou výhodou záverečné opláchnutie deionizovanou vodou po hlavnom plákaní.

Čistiace cykly kyseliny fosforečnej - Sprievodca výberom kvality oplachovej vody

Odporúčania pre kvalitu oplachovej vody pre denné čistiace cykly s 10 % kyselinou fosforečnou pri 80 stupňoch sú uvedené v nasledujúcej tabuľke v závislosti od požadovanej odolnosti proti jamkovej korózii a životnosti pri následnom použití s ​​obsahom chloridov-.

Požadovaná hustota jamiek/cm2 po 500 hodinách Maximálny povolený chlorid v oplachovej vode (ppm) Minimálny odporúčaný odpor oplachovej vody (Ω·cm) Odporúčaná dĺžka oplachovania (minúty) Vyžaduje sa záverečné oplachovanie<5 <10 >100,000 15 Áno (DI sprej)
5 - 20 10 - 50 10, 000 - 100, 000 20 odporúčané
20–80 50–150 1,000–10,000 30 Recommended >80 >150 <1,000 60+ Not effective Engineering Beyond Rinse Water Quality Control

Kvalita titánu ovplyvňuje kinetiku repasivácie. Stupeň 7 (paládium-stabilizovaný) repasivuje 2-3-krát rýchlejšie ako stupeň 2 v akejkoľvek kvalite oplachovej vody, čím sa znižuje citlivosť na kontamináciu chloridmi. Hrúbka steny ponúka toleranciu jamkovej korózie. Stena s hrúbkou 2,0 mm s miernymi jamkami z oplachovania vodou z vodovodu môže vydržať 5 až 8 rokov, ale stena s hrúbkou 1,2 mm by zlyhala skôr. Dôležitá je technika sušenia po opláchnutí. Nútené sušenie horúcim vzduchom pri 60 stupňoch po dobu 10 minút odstraňuje zvyškovú vlhkosť a vyhýba sa oblastiam s koncentráciou chloridov. Ak je objem deionizovanej vody obmedzený, cenovo{17}}efektívnym kompromisom je dvojstupňové oplachovanie (voda z vodovodu a následne deionizovaná voda).

Poskytnutie informovanej špecifikácie

V prípade titánového ohrievača, ktorý sa používa denne s 10 % kyselinou fosforečnou pri 80 stupňoch a potom je vystavený prostrediu s obsahom chloridov, použite dvoj-preplachovanie. Počiatočné oplachovanie vodou z vodovodu počas 1 minúty, po ktorom nasleduje záverečné oplachovanie deionizovanou vodou s odporom 18 MΩ·cm počas 10 minút pri 40 stupňoch. Špecifikujte vodu na záverečné oplachovanie, aby mala menej ako 10 ppm chloridov. Ak pre existujúce inštalácie nie je k dispozícii deionizovaná voda, pridajte deionizačnú kazetu do oplachovacej linky alebo predĺžte čas oplachu na 60 minút s núteným sušením vzduchom. Po oplachovacej procedúre počas uvádzania do prevádzky sa na testovacom kupóne zmeral potenciál repasivácie. Hodnota menšia ako -0,1 V oproti Ag/AgCl v 3 % NaCl indikuje neúplnú repasiváciu a vyžaduje dlhšie alebo kvalitnejšie opláchnutie. Technik používa deionizovanú vodu na umývanie namiesto vody z vodovodu na rýchlu repasiváciu a žiadne ďalšie jamky v prevádzke.