Đối với Thanh truyền nhiệt bằng titan được ngâm trong dung dịch axit hydrofluoric 0,5% với axit nitric 2% ở 40 độ, Tỷ lệ HNO₃ đến HF (2:1 so với. 5:1) Thay đổi hình thái ăn mòn từ rỗ sang mỏng đồng đều như thế nào?

Tỷ lệ HNO₃ so với HF trong hỗn hợp axit hydrofluoric (HF) và axit nitric (HNO₃) kiểm soát hình thái ăn mòn. Ở tỷ lệ thấp 2:1 (ví dụ:. 0.5% HF + 1% HNO3), hiện tượng rỗ chiếm ưu thế do quá trình thụ động không hoàn toàn. Ở tỷ lệ cao (5:1, ví dụ: 0,5% HF + 2.5% HNO₃), độ mỏng đồng đều chiếm ưu thế vì lớp phủ nitrat oxy hóa ngăn cản sự phân hủy cục bộ. Quá trình chuyển đổi này xảy ra do axit nitric oxy hóa bề mặt titan và thúc đẩy quá trình thụ động, trong khi axit hydrofluoric hòa tan màng thụ động.

Cơ chế chuyển đổi hình thái với tỷ lệ axit

Axit nitric là một chất oxy hóa và nó tạo ra lớp phủ bảo vệ TiO₂ trên titan. Axit flohydric hòa tan TiO2 thành TiF6^2- . hòa tan Ở nồng độ HNO3 cao so với HF, tốc độ tạo màng vượt quá tốc độ phân hủy màng và tạo ra màng thụ động ổn định. Bộ phim đồng đều và ăn mòn đồng đều. Ở nồng độ HF cao vừa phải, lớp phủ liên tục bị bong ra ở những khu vực dễ bị tổn thương dẫn đến sự tấn công cục bộ và rỗ.

Hình thái ăn mòn định lượng Tỷ lệ HNO3/HF

Kết quả của các thử nghiệm có kiểm soát với titan Loại 2 trong hỗn hợp 0,5% HF và HNO 3 thay đổi ở 40 độ trong 500 giờ được trình bày dưới đây. Ở tỷ lệ HNO₃/HF 1:1 (0,5% HNO₃) tốc độ ăn mòn là 0,8–1,5 mm/năm, hình thái rỗ nghiêm trọng và mật độ rỗ 100–300 hố/cm2. Đó là 0,5–1,0 mm/năm ở tỷ lệ 2:1 (1,0% HNO3), hình thái rỗ, 50–150 hố/cm{22}} (1,5% HNO3) 0,3-0,6 mm/năm hỗn hợp 10-50 hố/cm2 Ở tỷ lệ 4:1 (2,0% HNO₃), tỷ lệ là 0,2–0,4 mm/năm, hình thái được làm mỏng đồng đều và mật độ là 5–20 hố/cm2. Hình thái đồng nhất với tỷ lệ 5:1 (2,5% HNO₃) với tốc độ 0,15–0,30 mm/năm và mật độ < 5 hố/cm². 10:1 (5,0% HNO3) tốc độ 0,10-0,20 mm/năm, hình thái đồng nhất và mật độ 0 hố/cm2.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ HNO₃/HF cần thiết để ăn mòn đồng đều

Theo nhiệt độ, tỷ lệ HNO3/HF tối thiểu để ăn mòn đồng đều tăng lên. Tỷ lệ là 3:1 ở 25 độ và tỷ lệ đề xuất là 4:1. Tỷ lệ ở 40 độ C là 4:1 và đề xuất là 5:1. Tỷ lệ ở 50 độ là 5:1 và tỷ lệ đề xuất là 6:1. Ở 60 độ, tỷ lệ là 6:1 và tỷ lệ khuyến nghị là 8:1. Tỷ lệ là 8:1 ở 70 độ và khuyến nghị là 10:1. Nhiệt độ cao hơn sẽ tăng tốc độ tấn công của HF và cần nhiều HNO 3 hơn để duy trì tính thụ động.
**Hướng dẫn kiểm soát tỷ lệ axit trong bể ngâm HF/HNO₃

Dưới đây là bảng khuyến nghị về tỷ lệ HNO₃/HF cho lò sưởi titan Cấp 2 và Cấp 7 trong hỗn hợp HF/HNO₃ ở 40 độ.

Tỷ lệ HNO₃/HF được khuyến nghị cho hình thái mong muốn Cấp 2 Tỷ lệ ăn mòn (mm/năm)Tốc độ ăn mòn (mm/năm) Cấp 7Rủi ro rỗ
Pitting (avoid) High >3:1 >0.5 >0.3
Hỗn hợp 3–4:1 0.3–0.6 0.2–0,4 Trung bình
Chấp nhận được Đồng phục 4-5:1 0.2-0.4 0.12-0.25 Thấp
Đồng phục (lý tưởng) 5–6:1 0.15–0.30 0.10–0,20 Rất thấp
Uniform (conservative) >6:1 <0.15 <0.10 None Engineering Beyond Acid Ratio Control

Lớp titan có ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ yêu cầu. Cấp 7 (palađi{2}}được ổn định) cho thấy sự ăn mòn đồng đều ở tỷ lệ HNO₃/HF thấp hơn (3:1 so với 4:1 đối với Cấp 2) và tốc độ ăn mòn thấp hơn 30-50%. Độ dày của tường là phụ cấp ăn mòn; Tường 2,0 mm (ăn mòn đồng đều 0,20 mm/năm) có thời hạn 10 năm. Phân tích hàng ngày bể ngâm để xác định nồng độ HF và HNO3. Nếu tỷ lệ nhỏ hơn 4:1 thì thêm HNO 3 . Nhiệt độ phải được duy trì trong khoảng ±2 độ . Nên khuấy bồn tắm để giữ thành phần đồng nhất.

Viết một đặc tả thông minh

Thanh nhiệt titan trong dung dịch HNO3 0,5% HF + 2% ở 40 độ (tỷ lệ HNO3/HF 4:1) có tốc độ ăn mòn 0,2-0,4 mm mỗi năm với hình thái hỗn hợp. Nếu nồng độ HNO₃ tăng lên 2,5% (tỷ lệ 5:1), tốc độ có thể giảm xuống 0,15–0,30 mm/năm để làm mỏng đồng đều. Đối với titan Lớp 7, tỷ lệ tương tự (5 trên 1) mang lại 0,10 đến 0,20 mm mỗi năm. Kiểm tra tỷ lệ axit thường xuyên và thêm HNO₃ nếu cần. Khi tỷ lệ HNO3 và HF lớn hơn 4:1, kỹ sư có thể thay đổi hình thái ăn mòn từ rỗ sang mỏng đồng đều và do đó dự đoán được tuổi thọ của bộ gia nhiệt.