Trong thiết bị làm nóng vỏ bọc titan được làm sạch hàng ngày với 10% axit photphoric ở 80 độ, chất lượng nước rửa (Vòi nước so với khử ion) ảnh hưởng như thế nào đến động học tái tạo thụ động và quá trình rỗ tiếp theo trong quá trình sử dụng?

Trong hoạt động công nghiệp, lò sưởi vỏ titan được đưa vào điều kiện rửa và ăn mòn xen kẽ với chu trình làm sạch hàng ngày, sử dụng axit photphoric 10% ở 80 độ. Chất lượng nước rửa giữa các chu kỳ làm sạch là điều cần thiết đối với động học tái thụ động của bề mặt titan. Nước khử ion có điện trở suất > 1 MΩ·cm cho phép tái thụ động nhanh chóng và hình thành màng thụ động ổn định trong vòng 10–30 phút. Nước máy có chứa clorua (thường là 50–200 ppm) và các ion khác làm chậm quá trình tái thụ động, tăng thời gian để đạt được lớp ổn định lên 2–6 giờ và để lại clorua hấp phụ trên bề mặt đóng vai trò là vị trí bắt đầu rỗ trong quá trình vận hành sau này. Chất lượng nước rửa được chọn ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ rỗ và tuổi thọ của lò sưởi.

Cơ chế ảnh hưởng của nước rửa đến động học của quá trình tái thụ động

Sau khi xử lý bằng axit photphoric 10%, bề mặt titan ở trạng thái hoạt động hoặc một phần thụ động. Axit được loại bỏ bằng cách rửa nhưng nó cũng tạo ra tính chất hóa học của dung dịch trong đó xảy ra quá trình tái thụ động. Nước khử ion cung cấp môi trường sạch, độ dẫn điện thấp để màng thụ động titan phát triển đồng đều. Không có ion thù địch nào hiện diện và lớp TiO2 dày đặc có thể được hình thành. Các ion clorua từ nước máy được hấp phụ trên bề mặt titan và cạnh tranh với oxy để giành vị trí hấp phụ. Và clorua ngăn chặn việc tạo ra màng thụ động và có thể bị mắc kẹt dưới lớp oxit khi nó đang hình thành, gây ra các điểm yếu sẽ bắt đầu rỗ khi lò sưởi được đưa vào hoạt động trở lại. Thời gian thụ động lại là thời gian cần thiết để mật độ dòng ăn mòn giảm xuống dưới 1 µA/cm2 sau khi rửa.

Thời gian hồi phục định lượng và tỷ lệ rỗ của các chất lượng nước rửa khác nhau

Thử nghiệm có kiểm soát đối với phiếu titan Cấp 2, sử dụng ngâm 1 giờ hàng ngày trong axit photphoric 10% ở 80 độ, sau đó rửa sạch 15 phút và sau đó ngâm trong 3% NaCl ở 60 độ để tái tạo dịch vụ, đã thiết lập hành vi sau trong 30 chu kỳ. Thời gian tái tạo thụ động khi rửa bằng nước khử ion có điện trở suất 18 MΩ·cm là 10–30 phút, độ dày màng thụ động sau 1 giờ là 3–5 nm, mật độ rỗ trong lần sử dụng tiếp theo là 0–5 hố/cm2 và độ sâu hố tối đa sau 500 giờ là 0–20 µm. Màn trình diễn này được coi là tuyệt vời. Thời gian thụ động lại trong nước máy đã được làm mềm (điện trở suất 10.000 Ω·cm, clorua 20 ppm) tăng lên 30–90 phút, độ dày màng sau 1 giờ là 2–4 nm, mật độ rỗ là 5–20 hố/cm2 và độ sâu hố là 20–80 μm, cho thấy hiệu suất tốt. nước máy thông thường, điện trở suất 2000 Ohm-cm, thời gian hồi phục clorua 100 ppm Độ dày màng 1-3 giờ sau 1 giờ Mật độ rỗ 1-3 nm 20-80 hố/cm2 độ sâu hố 80-200 mm tầm thường đến kém. Nước máy cứng có thời gian thụ động lại từ 3–6 giờ, độ dày màng 1–2 nm sau 1 giờ, mật độ rỗ > 80 hố/cm2 và độ sâu hố > 200 µm ở điện trở suất 500 Ω·cm và clorua 200 ppm là không thể chấp nhận được.

Ảnh hưởng của thời gian rửa và nhiệt độ đến chất lượng tái thụ động

Hiệu quả của quá trình xả phụ thuộc vào chất lượng nước và các thông số của quá trình xả. Rửa sạch 5 phút bằng nước khử ion mang lại hiệu quả tái thụ động là 80% so với rửa sạch 30 phút. Rửa sạch trong 60 phút bằng nước máy có nồng độ clorua 100 ppm không tương đương với rửa sạch trong 10 phút bằng nước khử ion xét về chất lượng tái tạo. Nhiệt độ nước rửa là một yếu tố quan trọng khác; nước rửa ấm (40 độ) cải thiện động học của quá trình tái thụ động từ 30–50% so với nước rửa lạnh (20 độ) cho cả nước máy và nước khử ion. Tuy nhiên, nước máy ấm có thể khiến clorua tập trung trong suốt quá trình sấy khô, khiến kết quả trở nên tồi tệ hơn. Đối với tất cả chất lượng nước, một lợi thế nữa là rửa lần cuối bằng nước khử ion sau lần rửa chính.

Chu trình làm sạch axit photphoric - Hướng dẫn chọn chất lượng nước rửa

Các khuyến nghị về chất lượng nước rửa cho chu trình làm sạch hàng ngày với 10% axit photphoric ở 80 độ được đưa ra trong bảng sau, tùy thuộc vào khả năng chống rỗ mong muốn và tuổi thọ sử dụng trong dịch vụ chứa clorua tiếp theo.

Mật độ rỗ mong muốn (hố/cm2) sau 500 giờ Clorua tối đa cho phép trong nước rửa (ppm) Điện trở suất tối thiểu được khuyến nghị của nước rửa (Ω·cm) Thời gian rửa được khuyến nghị (phút) Yêu cầu xả cuối cùng<5 <10 >100,000 15 Có (phun DI)
5 - 20 10 - 50 10,000 - 100,000 20 Được đề xuất
20–80 50–150 1,000–10,000 30 Recommended >80 >150 <1,000 60+ Not effective Engineering Beyond Rinse Water Quality Control

Lớp titan tác động đến động học tái thụ động. Cấp 7 (palađi{2}}được ổn định) tái thụ động nhanh hơn 2-3 lần so với Cấp 2 ở bất kỳ chất lượng nước rửa nào, làm giảm độ nhạy cảm với ô nhiễm clorua. Độ dày của tường cung cấp một khoản trợ cấp rỗ. Tường 2,0 mm, bị rỗ vừa phải do nước máy rửa trôi, có thể tồn tại từ 5–8 năm, nhưng tường 1,2 mm sẽ hỏng sớm hơn. Kỹ thuật làm khô sau khi xả rất quan trọng. Sấy khô cưỡng bức ở nhiệt độ 60 độ trong 10 phút sẽ loại bỏ độ ẩm còn sót lại, tránh vùng tập trung clorua. Nếu thể tích nước khử ion bị hạn chế thì một giải pháp tiết kiệm{17}}hiệu quả là rửa sạch hai giai đoạn (nước máy, sau đó là nước khử ion).

Cung cấp thông số kỹ thuật đầy đủ

Đối với máy sưởi có vỏ bọc bằng titan được sử dụng hàng ngày với axit photphoric 10 % ở nhiệt độ 80 độ và sau đó tiếp xúc với môi trường chứa clorua, hãy sử dụng quá trình rửa hai{2}}giai đoạn. Rửa lần đầu bằng nước máy trong 1 phút, sau đó rửa lần cuối bằng nước khử ion có điện trở suất 18 MΩ·cm trong 10 phút ở 40 độ. Chỉ định nước rửa cuối cùng phải nhỏ hơn 10 ppm clorua. Nếu không có sẵn nước khử ion cho hệ thống lắp đặt hiện tại, hãy thêm hộp khử ion vào dây chuyền rửa hoặc kéo dài thời gian rửa lên 60 phút bằng cách làm khô không khí cưỡng bức. Sau quy trình súc rửa trong quá trình vận hành thử, một phiếu thử nghiệm đã được đo về khả năng tái thụ động. Giá trị nhỏ hơn -0,1 V so với Ag/AgCl trong NaCl 3% cho thấy quá trình thụ động lại không hoàn toàn và cần rửa sạch lâu hơn hoặc chất lượng cao hơn. Kỹ sư sử dụng nước rửa khử ion thay vì nước máy để phục hồi nhanh chóng và không bị rỗ thêm khi vận hành.