F'Heater tal-Budle Tube tat-Titanju Għal Soluzzjoni ta' Nitrat ta' Ammonju ta' 20% F'80 grad, Kif Il-PH (4.5 Vs . 6.5) Tibdel id-Densità tal-Kurrent tal-Passivazzjoni U r-Riskju ta 'Kirkkjar tal-Korrużjoni Stress?
Ħalli messaġġ
F'20% nitrat ta 'l-ammonju (NH₄NO₃) fi 80 grad, il-pH taffettwa b'mod sinifikanti l-imġiba ta' passivazzjoni tat-titanju. F'pH 6.5 (kważi newtrali), il-film passiv huwa stabbli, b'densità ta 'kurrent ta' passivazzjoni ta '0.05–0.1 µA/cm² u riskju baxx ta' qsim tal-korrużjoni tal-istress (SCC). F'pH 4.5 (aċiduż mill-idroliżi), id-densità tal-kurrent tal-passivazzjoni tiżdied għal 0.5-2 µA/cm², u r-riskju ta 'SCC jiżdied b'mod sinifikanti. Il-jone tan-nitrat (NO₃⁻) huwa ossidatur, u f'pH aktar baxx, ir-reazzjoni ta 'tnaqqis tiegħu taċċellera, u tgħolli l-potenzjal ta' korrużjoni f'firxa fejn iseħħ tqassim lokalizzat. Xquq SCC jibdew f'punti ta 'konċentrazzjoni ta' stress bħal sieq tal-weldjatura jew liwjiet.
Il-Mekkaniżmu tal-pH-Passivazzjoni Dipendenti u SCC fin-Nitrat tal-Ammonju
F'pH ogħla (6.5), ir-reazzjoni katodika hija primarjament tnaqqis tal-ossiġnu, li żżomm il-wiċċ tat-titanju f'potenzjal passiv taħt 0.5 V kontra elettrodu standard tal-idroġenu. Il-film passiv huwa stabbli u jissewwa malajr. F'pH aktar baxx (4.5), it-tnaqqis tal-joni tan-nitrat (NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → NO₂⁻ + H₂O) isir sinifikanti. Din ir-reazzjoni għandha densità ta 'kurrent ta' skambju ogħla, li tgħolli l-potenzjal imħallat fil-medda transpassiva 'l fuq minn 1.0 V. F'din il-medda, il-film passiv jinqasam lokalment. Jekk l-istress tensili huwa preżenti, SCC jibda fis-siti tat-tqassim.
Passivazzjoni Kwantitattiva Densità Kurrent u Riskju SCC bħala Funzjoni tal-pH
Ittestjar ikkontrollat f'20% NH₄NO₃ fi 80 grad fuq 1,000 siegħa stabbilixxa l-imġieba ta 'passivazzjoni li ġejja għat-titanju ta' Grad 2. F'pH 6.5, id-densità tal-kurrent tal-passivazzjoni hija 0.05–0.10 µA/cm², il-ħin tal-bidu tal-SCC jaqbeż il-5,000 siegħa, u r-riskju tal-SCC huwa baxx. F'pH 6.0, il-kurrent tal-passivazzjoni huwa 0.08–0.15 µA/cm², il-ħin tal-bidu tal-SCC huwa 3,000–5,000 siegħa, u r-riskju huwa baxx għal moderat. F'pH 5.5, il-kurrent ta 'passivazzjoni huwa 0.15–0.30 µA/cm², SCC jibda f'1,000–3,000 siegħa, u r-riskju huwa moderat. F'pH 5.0, il-kurrent ta 'passivazzjoni huwa 0.30–0.70 µA/cm², SCC jibda f'500–1,500 siegħa, u r-riskju huwa għoli. F'pH 4.5, il-kurrent ta 'passivazzjoni huwa 0.50-1.50 µA/cm², SCC jibda f'200-800 siegħa, u r-riskju huwa sever. F'pH 4.0, il-kurrent ta 'passivazzjoni huwa 1.0-3.0 µA/cm², SCC jibda f'100-400 siegħa, u r-riskju huwa sever ħafna.
Influwenza tal-Konċentrazzjoni ta' Klorur u Nitrat fuq Riskju SCC
Il-preżenza ta 'klorur fis-soluzzjoni ta' nitrat ta 'l-ammonju żżid ir-riskju ta' SCC fi kwalunkwe pH. F'pH 5.5 b'0 ppm klorur, ir-riskju SCC huwa moderat. F'pH 5.5 b'100 ppm klorur, ir-riskju ta 'SCC isir għoli, u titanju ta' Grad 7 huwa rakkomandat. F'pH 5.0 b'0 ppm klorur, ir-riskju SCC huwa għoli, u l-Grad 7 huwa rakkomandat. F'pH 5.0 b'100 ppm klorur, ir-riskju ta 'SCC huwa sever, u jeħtieġ Grad 7 flimkien ma' iżolament elettriku. F'pH 4.5 b'0 ppm klorur, Grad 7 jipprovdi prestazzjoni aċċettabbli. F'pH 4.5 b'100 ppm klorur, anki Grad 7 jista 'jfalli fi żmien 2,000 siegħa.
Kontroll tal-pH u Gwida ta' Mitigazzjoni SCC għal Heaters tan-Nitrat tal-Ammonju
It-tabella li ġejja tipprovdi rakkomandazzjonijiet għall-kontroll tal-pH u l-għażla tal-grad tat-titanju għal 20% nitrat tal-ammonju fi 80 grad, ibbażati fuq il-ħajja tas-servizz mixtieqa u l-kontaminazzjoni tal-klorur.
| pH operattiv | Klorur (ppm) | Grad Rakkomandat | SCC mistenni-Ħajja Ħieles (sigħat) | Densità tal-kurrent tal-passivazzjoni (µA/cm²) |
|---|---|---|---|---|
| >6.0 | <100 | Grad 2 | >10,000 | 0.05–0.15 |
| 5.5–6.0 | <50 | Grad 2 | 5,000–10,000 | 0.15–0.30 |
| 5.5–6.0 | 50–100 | Grad 7 | 8,000–15,000 | 0.10–0.25 |
| 5.0–5.5 | <50 | Grad 7 | 5,000–10,000 | 0.20–0.40 |
| 5.0–5.5 | 50–100 | Grad 7 + iżolament | 3,000–6,000 | 0.30–0.60 |
| 4.5–5.0 | <50 | Grad 7 + iżolament | 3,000–5,000 | 0.50–1.00 |
| <4.5 | Kwalunkwe | Proċess ta' disinn mill-ġdid | <2,000 | >1.00 |
Inġinerija Lil hinn mill-Kontroll tal-pH
Il-ħxuna tal-ħajt tipprovdi allowance ta 'propagazzjoni ta' xquq; ħajt ta '2.0 mm bi xquq SCC f'0.1 mm fis-siegħa jgħix 20 siegħa wara l-bidu tal-qsim. Is-soluzzjoni tan-nitrat tal-ammonju għandha tiġi newtralizzata bl-idrossidu tal-ammonju biex jinżamm il-pH 'l fuq minn 6.0. Monitor tal-pH b'allarm f'5.8 u interlock f'5.5 jipprevjeni t-tħaddim fil-medda ta'-riskju għoli. Il-heater għandu jiġi meħlus mill-istress-wara l-fabbrikazzjoni biex jitnaqqas l-istress tensili residwu. Sieq tal-weldjatura għandhom ikunu illustrati biex titnaqqas il-konċentrazzjoni tal-istress. Is-soluzzjoni għandha tiġi ffiltrata biex jitneħħew il-partikuli li jistgħu jaġixxu bħala siti tal-bidu tal-SCC.
Nagħmlu Speċifikazzjoni Informata
Għal heater bundle tubu tat-titanju f'20% nitrat ta 'ammonju fi 80 grad, żomm il-pH 'il fuq minn 6.0 għal Grad 2 jew ogħla minn 5.5 għal Grad 7. Installa monitor tal-pH kontinwu b'allarm issettjat f'5.8 u interlock li jagħlaq il-heater jekk il-pH jinżel taħt 5.5. Żid l-idrossidu tal-ammonju awtomatikament biex iżżomm il-pH. Għal livelli ta' klorur 'il fuq minn 50 ppm, speċifika titanju ta' Grad 7. Waqt it-tħaddim, spezzjona l-heater għal SCC kull sena billi tuża penetrant taż-żebgħa fil-weldjaturi u l-liwjiet. Billi jikkontrolla l-pH 'il fuq mil-limitu kritiku, l-inġinier inaqqas id-densità tal-kurrent tal-passivazzjoni u jipprevjeni l-qsim tal-korrużjoni tal-istress.
