Titāna siltuma stienim, ko izmanto, lai uzsildītu 90% skudrskābes 100 grādu temperatūrā, kā ūdens saturs (5% pret . 10%) maina korozijas mehānismu no vienveidīgas uzliesmošanas uz punktveida veidošanos?

100 grādi 90 % skudrskābe (HCOOH) Pasivējoša reducējoša vide titānam, bet tikai nelielā mērā. Korozijas uzvedību spēcīgi ietekmē skābes ūdens koncentrācija. Pie 5% ūdens (95% skudrskābe) šķīdums spēcīgi reducējas, un titāns vienmērīgi korodē ar ātrumu 0,1–0,3 mm gadā. Pie 10 % ūdens (90 % skudrskābe) papildu ūdens izmaina šķīduma ķīmisko sastāvu, palielinot hidronija jonu (H 3 O + ) koncentrāciju un mainot pasīvās plēves stabilitāti. Dobumu veidošanās ir primārais mehānisms ar bedru izplatīšanās ātrumu no 0,5 līdz 1,5 mm gadā, kas ir 5 reizes ātrāk nekā vienveidīgs uzbrukums. Izmaiņas ir nedaudz pēkšņas, ja ūdens saturs ir 7 un 9 %.

Ūdens{0}}izraisītas pārejas mehānisms no viendabīgās korozijas uz punktveida koroziju

Formātu jonu adsorbcija (HCOO-) stabilizē pasīvo plēvi uz titāna skudrskābē. Formāts konkurē ar ūdeni par virsmas adsorbcijas vietām. Pie 5% ūdens plēve izšķīst vienmērīgi, un formiāts ir dominējošā adsorbētā suga . 10% ūdens. Palielinoties ūdens adsorbcijai, lokāla plēves sadalīšanās notiek tādos defektos kā graudu robežas vai intermetāliskās daļiņas. Kad bedre ir uzsākta, formiāta jonu augstā agresivitāte, kas darbojas līdzīgi hlorīdiem koncentrētā veidā, uzkrājas bedrē un paātrina izplatīšanos. Pāreja notiek, kad virsmas ūdens pārklājums sasniedz kritisko vērtību aptuveni 30%.

Kvantitatīvie korozijas ātrumi un mehānismi kā ūdens satura funkcija

Kontrolētās testēšanas rezultātā tika konstatētas dažādas 2. pakāpes titāna korozijas īpašības skudrskābes/ūdens šķīdumos 100 grādu temperatūrā 500 stundas. Ar 2% ūdeni (98% skudrskābi) korozijas ātrums ir viendabīgs, 0,20–0,40 mm/gadā, bez bedrēm un ar vienmērīgi skrāpētu virsmu. Vienmērīga likme pie 5% ūdens (95% skudrskābe) samazinās līdz 0,10–0,25 mm gadā un seklās bedrēs,<20 µm, form in the transition zone, but only sporadically. The rate is uniform 0.08-0.15 mm/yr at 8% water (92% formic acid), pitting occurs after 200-400 hr and pit depth reaches 0.1-0.3 mm after 500 hr. At 10% water (90% formic acid), the uniform corrosion rate is further reduced to 0.05–0.10 mm/year but rapid pitting begins in 50–150 hours, with pit depths of 0.3–0.8 mm after 500 hours, therefore pitting is the primary failure mechanism. The uniform corrosion rate at 15% water (85% formic acid) is 0.03–0.08 mm/year. However, substantial pitting is observed in 20–80 hours, with pit depths of 0.5–1.2 mm after 500 hours.

Temperatūras un skudrskābes koncentrācijas ietekme uz pārejas ūdens saturu

Tiek apstiprināta ūdens satura atkarība no temperatūras pārejā no vienmērīgas korozijas uz punktveida veidošanos. Pie 80 grādiem dominējošais korozijas veids ir vienmērīga korozija (95% skudrskābe, 5% ūdens) ar ātrumu 0,05-0,10 mm/gadā. Vienmērīgs korozijas ātrums 95% skudrskābē 100 grādu temperatūrā turpinās 0,10–0,25 mm/gadā. Jaukta korozija tiek novērota 100 grādos ar 92% skudrskābes (8% ūdens) ar ātrumu 0,15-0,30 mm gadā kā bedres augšana. Dobumu veidošanās, kas dominē 0,20–0,50 mm/gadā, tiek novērota 80 grādu temperatūrā ar 90% skudrskābi (10% ūdens). Pie 100 grādiem ar 90% skudrskābi kauliņu veidošanās ātrums tiek paātrināts līdz 0,50-1,20 mm / gadā. Punktu veidošanās 100 grādu temperatūrā ar 85% skudrskābi (15% ūdens) ir no 1,00 līdz 2,00 mm/gadā. Paaugstinoties temperatūrai, tiek samazināts nepieciešamais ūdens saturs, kas nepieciešams, lai pārietu uz bedrēm.

Skudrskābes sildītāja ūdens satura kontroles rokasgrāmata

Nākamajā tabulā ir norādīts maksimālais pieļaujamais ūdens saturs skudrskābē 2. un 7. pakāpes titāna sildītājiem pie 100 grādiem konkrētam kalpošanas laikam un pieņemamam korozijas mehānismam.

Vēlamais kalpošanas laiks (gadi) Darba temperatūra ( grāds ) Maksimālais pieļaujamais ūdens (%) 2. pakāpes maksimāli pieļaujamais ūdens (%) 7. pakāpes dominējošajam mehānismam5 80<8 <12 Uniform >3 100 <6 <10 Uniform 2-3 100 6-7 10-12 Mixed (acceptable) 1-2 100 7-8 12-14 Pitting (marginal for Grade 7)
<1 100 >8 >14 Smagas bedrītes
Ārpus ūdens satura kontroles inženierijas

Titāna klasei ir liela ietekme uz pārejas ūdens saturu. 7. pakāpe (pallādija-stabilizēta) nodrošina vienmērīgu-uz-caurumu pāreju uz 10–12% ūdens, nodrošinot drošu darbību ar 90% skudrskābes (10% ūdens). 12. pakāpes starpposma uzlabojums. Sienas biezums nenovērš bedru veidošanos, bet nodrošina korozijas pielaidi. Piemēram, sienas biezums 2,0 mm ar urbumu 0,5 mm / gadā kalpo 4 gadus. Svarīga ir skudrskābes tīrība. Piemaisījumi, piemēram, hlorīdi < 10 ppm vai sulfāti < 50 ppm, samazina pārejas ūdens saturu par 2-3%. Aerācija (izšķīdināts skābeklis) izraisa viendabīgu koroziju, nevis punktveida veidošanos, un atgaisošana samazina ūdens saturu, kurā notiek pāreja.

Labi{0}}informētas specifikācijas rakstīšana 2.

Titāna siltuma stienim 90% skudrskābē (10% ūdens) 100 grādu temperatūrā darbojas vienmērīgā vai jauktā režīmā, izmantojot 7. pakāpes titānu. 2. pakāpe: destilējot vai ar bezūdens skudrskābi atdala ūdeni līdz mazāk nekā 7%. Esošajiem 2. pakāpes sildītājiem 90% skudrskābē pievienojiet 1–2% skudrskābes anhidrīdu vai etiķskābes anhidrīdu, lai ķīmiski saistītu ūdeni un samazinātu brīvā ūdens daudzumu līdz mazāk nekā 6%. Darbības laikā ūdens saturu ik nedēļu uzrauga ar Karla Fišera titrēšanu un pievieno žāvēšanas līdzekli vai atšķaida bezūdens skābi, ja ūdens saturs sasniedz 7% (2. pakāpe) vai 10% (7. pakāpe). Inženieris, saglabājot ūdens saturu zem izšķirošā pārejas līmeņa, maina korozijas mehānismu no ātras iedobes uz vienmērīgu uzbrukumu un tādējādi pagarina sildītāja kalpošanas laiku karstās skudrskābes režīmā.