Kuidas mõjutab loputusvee kvaliteet (kraan või deioniseeritud) titaankattega küttekehas, mida puhastatakse iga päev 10% fosforhappega 80 kraadi juures, taaspassivatsiooni kineetikat ja sellele järgnevat täppide tekkimist?

Tööstuslikul kasutamisel asetatakse titaankattega küttekehad vaheldumisi söövitavatesse ja pesemistingimustesse igapäevase puhastustsükliga, kasutades 10% fosforhapet 80 kraadi juures. Loputusvee kvaliteet puhastustsüklite vahel on titaanpinna taaspassivatsioonikineetika jaoks oluline. Deioniseeritud vesi, mille eritakistus on > 1 MΩ·cm, võimaldab kiiret passiveerimist ja stabiilse passiivse kile moodustumist 10–30 minuti jooksul. Kloriide (tavaliselt 50–200 ppm) ja muid ioone sisaldav kraanivesi aeglustab taaspassivatsiooni, pikendades stabiilse kihi saavutamise aega 2–6 tunnini ja jättes pinnale adsorbeerunud kloriidid, mis toimivad hilisema töö käigus aukude tekkekohtadena. Valitud loputusvee kvaliteet mõjutab otseselt küttekeha aukude tihedust ja kasutusiga.

Loputusvee mõju mehhanism repassivatsiooni kineetikale

Pärast töötlemist 10% fosforhappega on titaanpind aktiivne või osaliselt passiivne. Hape eemaldatakse loputamise teel, kuid see määrab ka lahuse keemia, milles toimub taaspassivatsioon. Deioniseeritud vesi loob puhta ja madala juhtivusega keskkonna titaanist passiivse kile ühtlaseks kasvuks. Vaenulikke ioone ei esine ja võib tekkida tihe stöhhiomeetriline TiO2 kiht. Kraanivee kloriidioonid adsorbeeritakse titaani pinnale ja konkureerivad adsorptsioonikohtade pärast hapnikuga. Ja kloriidid peatavad passiivse kile tekke ja võivad selle moodustumisel oksiidi alla kinni jääda, põhjustades nõrku kohti, mis hakkavad kütteseadme uuesti kasutuselevõtul tekkima. Repassivatsiooniaeg on aeg, mis kulub korrosioonivoolutiheduse langemiseks pärast loputamist alla 1 µA/cm2.

Erineva kvaliteediga loputusvee kvantitatiivsed taaspassiveerimisajad ja punktide tekkemäärad

2. klassi titaankupongide kontrollitud testimine, kasutades igapäevast 1-tunnist sukeldumist 80-kraadisesse 10% fosforhappesse, millele järgnes 15-minutiline loputamine ja seejärel 60-kraadise 3% NaCl-i sukeldamine, on 30 tsükli jooksul tuvastanud järgmise käitumise. Taaspassivatsiooniaeg loputamisel deioniseeritud veega, mille takistus on 18 MΩ·cm, on 10–30 minutit, passiivse kihi paksus 1 tunni pärast on 3–5 nm, täppide tihedus järgneval hooldusel on 0–5 süvendit cm² kohta ja süvendi maksimaalne sügavus 500 tunni pärast on 0–20 µm. Seda esitust peetakse suurepäraseks. Taaspassivatsiooniaeg pehmendatud kraanivees (takistus 10 000 Ω·cm, 20 ppm kloriidi) pikeneb 30–90 minutini, kile paksus 1 tunni pärast on 2–4 nm, aukude tihedus on 5–20 süvendi/cm2 ja süvendi sügavus on 20–80 μm, indikaator on hea. tavaline kraanivesi, 2000 Ohm-cm eritakistus, 100 ppm kloriidi taaspassivatsiooni aeg 1-3 tundi kile paksus 1 tunni pärast 1-3 nm täppide tihedus 20-80 süvendi/cm2 süvendi sügavus 80-200 mm keskpärane kuni halb. Kareda kraanivee passivatsiooniaeg on 3–6 tundi, kile paksus 1–2 nm 1 tunni pärast, aukude tihedus > 80 süvendi/cm² ja süvendi sügavus > 200 µm takistuse 500 Ω·cm ja 200 ppm kloriidi juures, mis on vastuvõetamatu.

Loputuse kestuse ja temperatuuri mõju taaspassiveerimise kvaliteedile

Loputuse tõhusus sõltub vee kvaliteedist ja loputusvee parameetritest. 5-minutiline loputus deioniseeritud veega andis tulemuseks 80% taaspassivatsiooni võrreldes 30-minutilise loputusega. 60-minutiline loputus kraaniveega, mis sisaldab 100 ppm kloriidi, ei ole repassiveerimise kvaliteedi poolest samaväärne 10-minutilise deioniseeritud veega loputusega. Veel üks oluline tegur on loputusvee temperatuur; soe loputusvesi (40 kraadi) parandab nii deioniseeritud kui ka kraanivee külma loputusveega (20 kraadi) võrreldes taaspassivatsiooni kineetikat 30–50%. Kuid soe kraanivesi võib põhjustada kloriidide kontsentratsiooni kogu kuivatusprotsessi vältel, mis muudab tulemuse halvemaks. Kõigi veeomaduste puhul on lisaeelis deioniseeritud veega lõpploputus pärast põhiloputust.

Fosforhappega puhastustsüklid - Loputusvee kvaliteedi valimise juhend

Soovitused loputusvee kvaliteedi kohta igapäevaste 80-kraadise 10% fosforhappega puhastustsüklite jaoks on toodud järgmises tabelis, olenevalt soovitud täppide tekkimiskindlusest ja kasutuseast järgneval kloriidi{2}}sisaldaval hooldusel.

Soovitud aukude tihedus (süvendi/cm2) pärast 500 tundi Maksimaalne lubatud kloriid loputusvees (ppm) Minimaalne soovitatav loputusvee vastupidavus (Ω·cm) Soovitatav loputusaeg (minutites) Nõutav lõpploputus<5 <10 >100,000 15 Jah (DI-pihustus)
5 - 20 10 - 50 10,000 - 100,000 20 Soovitatav
20–80 50–150 1,000–10,000 30 Recommended >80 >150 <1,000 60+ Not effective Engineering Beyond Rinse Water Quality Control

Titaani klass mõjutab taaspassivatsiooni kineetikat. Hinne 7 (pallaadium-stabiliseeritud) taaspassiveerub 2-3 korda kiiremini kui klass 2 mis tahes kvaliteediga loputusvees, vähendades tundlikkust kloriididega saastumisele. Seina paksus võimaldab aukude tekkimist. 2,0 mm sein, mille kraaniveega loputus on mõõdukas, võib vastu pidada 5–8 aastat, kuid 1,2 mm sein läheb rikki varem. Oluline on pärast loputamist kuivatamise tehnika. Kuuma õhu sundkuivatus 60 kraadi juures 10 minutit kõrvaldab niiskuse jäägid, vältides kloriidide kontsentratsioonialasid. Kui deioniseeritud vee kogus on piiratud, on kuluefektiivne kompromiss kaheetapiline loputus (kraanivesi, millele järgneb deioniseeritud vesi).

Teadliku spetsifikatsiooni esitamine

Titaankattega küttekeha puhul, mida kasutatakse iga päev 80-kraadise 10% fosforhappega ja seejärel kloriidi sisaldava keskkonnaga, kasutage kaheastmelist loputust. Esialgne loputus kraaniveega 1 minuti jooksul, millele järgneb viimane loputus deioniseeritud veega, mille eritakistus on 18 MΩ·cm, 10 minutit temperatuuril 40 kraadi. Määrake, et lõpploputusvesi peab sisaldama vähem kui 10 ppm kloriide. Kui deioniseeritud vesi ei ole olemasolevate seadmete jaoks saadaval, lisage loputusliinile deioniseerimiskassett või pikendage loputusaega sundõhuga kuivatamise abil 60 minutini. Pärast loputusprotseduuri kasutuselevõtu ajal mõõdeti testkupongi uuesti passiveerimise potentsiaali suhtes. Väärtus, mis on väiksem kui -0,1 V vs. Ag/AgCl 3% NaCl-is, näitab mittetäielikku taaspassiveerimist ja nõuab pikemat või kvaliteetsemat loputamist. Insener kasutab deioniseeritud pesuvett, mitte kraanivett, et muuta see kiireks taaspassiveerimiseks ja töö käigus ei teki täiendavat auku.