Đối với Thanh nhiệt Titan dùng để hâm nóng dung dịch Natri Thiocyanate 30% ở nhiệt độ 80 độ, Anion Thiocyanate ức chế cạnh tranh clorua-gây ra hiện tượng rỗ như thế nào?

Người ta nhận thấy rằng các anion thiocyanate (SCN{0}}) hấp phụ mạnh trên bề mặt titan trong 30% natri thiocyanate (NaSCN) ở nhiệt độ 80 độ để tạo thành hàng rào bảo vệ. Các ion Cl- cạnh tranh với SCN- ở các vị trí hấp phụ trên bề mặt. SCN- có ái lực hấp phụ cao hơn Cl- và do đó, thay thế clorua khỏi bề mặt và ngăn chặn sự rỗ do clorua- gây ra. Hiệu quả ức chế tăng lên nhờ nồng độ SCN- . rỗ bị triệt tiêu hoàn toàn khi tỷ lệ mol SCN- / Cl- cao hơn 2. Lớp phủ bảo vệ là phức hợp titan{15}}thiocyanate ngăn chặn sự xâm nhập của clorua vào bề mặt kim loại.

Cơ chế hấp phụ cạnh tranh và ức chế rỗ

Thiocyanate là một bazơ mềm, liên kết cộng hóa trị và mạnh mẽ với các nguyên tử bề mặt của titan. Clorua là một bazơ cứng và tạo thành các liên kết tĩnh điện yếu hơn. Trong các dung dịch hỗn hợp, SCN⁻ ưu tiên hấp phụ và chặn các vị trí bề mặt có thể tiếp cận được với clorua. Lớp SCN lắng đọng cũng làm thay đổi điện tích bề mặt và đẩy các ion clorua. Sự ức chế tuân theo đường đẳng nhiệt Langmuir θ  K[SCN  ] 1  K[SCN  ] (1) trong đó θ là độ che phủ bề mặt và K là hằng số cân bằng hấp phụ.

Sự ức chế rỗ định lượng là hàm số của tỷ lệ SCN- / Cl-

Những điều sau đây đã được thiết lập đối với titan Loại 2 bằng thử nghiệm có kiểm soát trong dung dịch Cl- 1.000 ppm ở 80 độ và các nồng độ SCN- khác nhau trong 500 giờ. SCN - /Cl - tỷ lệ mol 0 (0 ppm SCN - ) Mật độ rỗ 50-150 hố/cm 2 Độ sâu hố tối đa 200-500 micron Mật độ rỗ ở tỷ lệ 0,5 (500 ppm SCN-) là 10-30 hố/cm2 và hố độ sâu 50-100 µm. Mật độ rỗ 2-10 hố/cm 2 và độ sâu hố 10-30 µm với tỷ lệ 1,0 (1.000 ppm SCN -) tỷ lệ 2,0 (2.000 ppm SCN-) có mật độ rỗ 0 hố/cm2 và độ sâu hố 0 µm (bảo vệ hoàn toàn). Ở tỷ lệ 5,0 (5000 ppm SCN -), mật độ rỗ là 0 và độ sâu hố là 0.

Tỷ lệ tới hạn như là một hàm của nhiệt độ và nồng độ clorua

Khi nhiệt độ tăng, tỷ lệ tối thiểu SCN-/Cl- để bảo vệ hoàn toàn sẽ tăng lên. Ở 40 độ tỷ lệ là 0,8. Ở 60 độ tỷ lệ là 1,2. Tỷ lệ là 2,0 ở 80 độ. Tỷ lệ ở 100 độ là 3,0. Tỷ lệ yêu cầu cũng tăng theo nồng độ clorua. Ở 500 ppm Cl⁻ tỷ lệ là 1,5, ở 1.000 ppm Cl⁻ tỷ lệ là 2,0 và ở 5.000 ppm Cl⁻ tỷ lệ là 3,0.

Thiocyanate: Bí quyết ngăn ngừa rỗ clorua

Bảng sau đây đưa ra hướng dẫn về nồng độ SCN⁻ để tránh hiện tượng rỗ do clorua- gây ra trên máy sưởi titan Cấp 2 hoạt động ở 80 độ.

Nồng độ clorua, ppm SCN− tối thiểu để bảo vệ hoàn toàn, ppmSCN⁻ (ppm) đề xuấtSCN-/Cl- Tỷ lệ mol 100 200 300 2.0 250 500 750 2.0 500 1,000 1,500 2.0 1,000 2,000 3,000 2.0 2,000 4,000 6,000 2.0 5,000 10,000 15,000 2.0 Kỹ thuật vượt quá khả năng kiểm soát nồng độ thiocyanate

Loại titan quyết định nồng độ SCN⁻ cần thiết. Loại 7 (palađi ổn định) có nhu cầu thấp hơn (tỷ lệ 1,0-1,5 SCN-/Cl- ở 80 C) do bề mặt cao quý hơn. Độ dày của tường cung cấp khả năng cho phép xuyên qua hố nếu sự ức chế không được hoàn thành. Độ ổn định của SCN- phụ thuộc vào độ pH. Ở pH < 4, SCN- thủy phân thành HCN và bị mất đi. SCN⁻ ổn định ở pH > 10. Các chất oxy hóa (ví dụ Fe³⁺) có thể oxy hóa SCN⁻ thành sunfat, do đó làm giảm khả năng ức chế.

Một đặc điểm kỹ thuật có hiểu biết

Đối với thanh nhiệt titan chứa 30% natri thiocyanate ở nhiệt độ 80 độ bị nhiễm clorua, tỷ lệ mol SCN-/Cl- phải được duy trì trên 2,0 để tránh bị rỗ. Nếu hàm lượng clorua không chắc chắn, hãy sử dụng SCN- ở mức 5.000 ppm (0,5%) làm chất ức chế chung. Chuẩn độ hàng tuần để kiểm tra nồng độ SCN{11}}. Nếu tỷ lệ giảm xuống dưới 2,0, hãy thêm natri thiocyanate. Đối với các lò sưởi hiện có có vết rỗ, hãy tăng nồng độ SCN⁻ lên tới 10.000 ppm trong thời gian ngắn để tái tạo bề mặt. Kỹ sư sử dụng thiocyanate làm chất hấp phụ cạnh tranh để bảo vệ lò sưởi titan khỏi hiện tượng rỗ clorua.