5% sērskābē (H₂SO₄) 80 grādu temperatūrā titāna aizsardzībai ir izmantota pasīvā oksīda plēve. Laiku pa laikam izžūstot--kad šķidruma līmenis nokrītas zem sildītāja-, karstais titāns tiek pakļauts gaisa iedarbībai. Strauja temperatūras paaugstināšanās (no 80 grādiem līdz vairāk nekā 200 grādiem) izraisa termiskās izplešanās neatbilstību starp oksīda skalu un metālu, izraisot plaisu. Katrs izžūšanas notikums{10}}noņem plānu oksīda slāni un daļu parastā metāla. Pēc aptuveni 50 izžūšanas gadījumiem kumulatīvā retināšana sasniedz 0,1–0,2 mm. Pēc 200 notikumiem var rasties 1,2 mm sienas perforācija. Maksimālais izžūšanas gadījumu skaits pirms pārmērīgas retināšanas un perforācijas ir atkarīgs no katra izžūšanas{21}}notikuma ilguma un skābes koncentrācijas.

Oksīda plaisāšanas un metāla zuduma mehānisms izžūšanas laikā

Normālas darbības laikā 80 grādu temperatūrā titāna oksīda skala ir plāna (2–5 nm) un aizsargājoša. Kad šķidruma līmenis pazeminās un sildītājs tiek pakļauts gaisa iedarbībai, virsmas temperatūra dažu minūšu laikā paaugstinās līdz 200–400 grādiem. Oksīds strauji aug līdz 0,5–2 µm. Termiskās izplešanās neatbilstība starp oksīdu (= 7–8 × 10⁻⁶/grādi) un titāna metālu (= 8.6 × 10⁻⁶/grādi) dzesēšanas laikā oksīdā rada stiepes spriegumus. Pēc nākamās iegremdēšanas termiskais šoks saplaisā un izspiež oksīdu. Katrs plaisas notikums noņem 2–10 µm oksīda un plānu kārtiņu (1–5 µm) no pamatā esošā metāla. Atkārtoti notikumi izraisa kumulatīvu retināšanu.

Kvantitatīvā retināšana kā sausuma{0}}notikumu funkcija

Kontrolēta testēšana 5% H₂SO₄ 80 grādu temperatūrā ar 10 -minūšu izžūšanas- notikumiem ir konstatējusi kumulatīvo metāla zudumu 2. pakāpes titānam. Pie 0 izžūšanas gadījumiem (bez izžūšanas) sienas biezums paliek 1,20 mm, oksīds ir neskarts un metāls nezaudē. 10 gadījumos kumulatīvie metāla zudumi ir 0,02–0,05 mm, pārējā siena ir 1,15–1,18 mm, un tiek novērota neliela plaisāšana. 25 gadījumos zudums ir 0,05–0,10 mm, pārējā siena ir 1,10–1,15 mm, un notiek mērena plaisāšana. 50 gadījumos zudums ir 0,10–0,20 mm, pārējā siena ir 1,00–1,10 mm, un ir ievērojams retinājums. 100 gadījumos zaudējumi ir 0,20–0,40 mm, atlikušā siena ir 0,80–1,00 mm, un nopietna retināšana nepieciešama pārbaude. 200 gadījumos zudums ir 0,40–0,80 mm, pārējā siena ir 0,40–0,80 mm, un perforācijas risks ir augsts. 500 gadījumos zudums ir 1,00–2,00 mm, un caurule ir perforēta.

Skābju koncentrācijas un{0}}izžūšanas ilguma ietekme uz metāla zudumu

Metāla zudumi vienā izžūšanas gadījumā{0}}palielinās līdz ar skābes koncentrāciju un izžūšanas laiku. Pie 5% H₂SO₄ ar 5-minūšu izžūšanu-, metāla zudumi vienā notikumā ir 2–4 µm, un 0,5 mm zudumam ir nepieciešami 125–250 notikumi. Pie 5% H₂SO₄ ar 10-minūšu izžūšanu-zaudējums ir 4–8 µm uz vienu notikumu, un 60–125 notikumi rada 0,5 mm zudumu. Pie 5% H₂SO₄ ar 30 - minūšu izžūšanu zudums ir 8–15 µm uz vienu notikumu, un 30–60 notikumi izraisa 0,5 mm zudumu. Pie 10% H₂SO₄ ar 10 minūšu izžūšanu zudums ir 6–12 µm uz vienu notikumu, un 40–80 notikumi izraisa 0,5 mm zudumu. Pie 20% H₂SO₄ ar 10 minūšu izžūšanu zudums ir 10–20 µm uz vienu notikumu, un 25–50 notikumi izraisa 0,5 mm zudumu.

Sausā{0}}vadības un dzīves prognozēšanas ceļvedis

Šajā tabulā ir norādīts maksimālais pieļaujamais izžūšanas gadījumu skaits-2. pakāpes titāna sildītājiem 5% H₂SO₄ 80 grādu temperatūrā, pamatojoties uz atlikušo sienas biezumu pēc atšķaidīšanas.

Inženierzinātnes ārpus sauso{0}}notikumu skaitīšanas

Titāna klase ietekmē pretestību plaisāšanai. 7. pakāpe (pallādija -stabilizēta) veido vairāk lipīgu oksīdu, samazinot metāla zudumus katrā notikumā par 30–50%. 12. klase piedāvā starpposma uzlabojumus. Sienas biezums tieši nosaka notikumu skaitu līdz perforācijai; 2,0 mm siena var izturēt divreiz vairāk notikumu nekā 1,0 mm siena. Zema līmeņa trauksme, kas iestatīta par 20% virs sildītāja augstuma, pilnībā novērš izžūšanas gadījumus. Automātiska uzpildes sistēma uztur šķidruma līmeni. Ja no izžūšanas nav iespējams izvairīties, sildītājs nekavējoties jāizslēdz, kad šķidruma līmenis pazeminās, lai novērstu temperatūras paaugstināšanos, kas izraisa izšļakstīšanos.

Apzinātas specifikācijas izveide

Titāna apvalka sildītājam 5% sērskābē 80 grādu temperatūrā, kur nevar novērst gadījuma izžūšanu, pirms sildītāja nomaiņas ierobežojiet kumulatīvo izžūšanu līdz 50. Uzstādiet zema-līmeņa trauksmi 20% virs sildītāja augstuma un automātisku uzpildes sistēmu, lai novērstu izžūšanu. Ja notiek izžūšana, izslēdziet sildītāju 1 minūtes laikā, lai ierobežotu termisko šoku. Esošajiem sildītājiem, kuriem ir bijuši vairāk nekā 50 izžūšanas gadījumi, izmēra sienas biezumu ar ultraskaņu vietā, kas ir visvairāk pakļauta izžūšanai (parasti augšējie 100 mm). Ja atlikušā siena ir mazāka par 1,0 mm, nomainiet sildītāju. Kontrolējot izžūšanas gadījumu skaitu un reakciju uz tiem, inženieris novērš pārmērīgu titāna sildītāju retināšanu un perforāciju sērskābes servisā.