Ar gyfer Baddonau Platio Sinc Asidig (pH 3.5) ar 55 gradd, Sut Mae Presenoldeb Ionau Fflworid Uwchlaw 50 ppm Yn Angenrheidiol Symud o Titaniwm i Hastelloy?

Mae Titaniwm Gradd 2, yn y rhan fwyaf o achosion, yn rheoli hydoddiant platio sinc asidig - yn gyffredinol fformwleiddiadau clorid neu sylffad clorid yn gweithio ar pH 3.5 a 55 gradd - sydd yn amgylchedd braidd yn llym. Fodd bynnag, mae llawer o weithrediadau platio sinc cyflym modern yn ychwanegu ïonau fflworid neu fflworoborate i wella dargludedd, cynyddu pŵer taflu neu actifadu swbstradau sy'n anodd eu plât. Mewn crynodiadau o ïonau fflworid y tu hwnt i 50 ppm, mae ymddygiad cyrydiad titaniwm yn cael ei newid yn sylfaenol, gan arwain at ddadelfennu'r haen goddefol yn gyflym ac ymosodiad unffurf a all drydyllu tiwb gwresogydd mesurydd safonol mewn wythnosau. Mae'r erthygl hon yn darparu meintioliad o'r crynodiad fflworid trothwy lle na ellir defnyddio titaniwm ac mae'n diffinio'r paramedrau y mae Hastelloy C-276 neu C-22 yn ddeunydd gwain gwresogydd angenrheidiol oddi tanynt.

Mecanwaith ymosodiad titaniwm gan fflworid
Mae gan ditaniwm ymwrthedd cyrydiad rhagorol oherwydd ei ffilm goddefol sefydlog, glynu'n TiO 2. Mae ïonau fflworid yn ymosod ar y ffilm hon mewn adwaith diddymu cemegol. TiO 2 + 6F − + 4H + → TiF 6 2 − + 2H 2 O Mae'r cyfansoddyn hecsafluorotitanad yn hydawdd ac felly mae'r cotio goddefol yn cael ei ddileu'n gemegol ac nid yn unig yn cael ei dreiddio. Wrth i'r haen ddiddymu, mae'r metel titaniwm gwaelodol yn agored i'r bath asid ac yn cyrydu'n rhwydd. Mae ymosodiad fflworid yn gyffredin ac yn homogenaidd, yn wahanol i dyllu lleol gan gloridau, lle mae'r gorchudd goddefol rhwng pyllau yn parhau'n gyfan.

Rheolir cyfradd diddymu ffilm goddefol gan dri ffactor: crynodiad fflworid, pH a thymheredd. Mae'r crynodiad fflworid critigol ar gyfer titaniwm Gradd 2 tua 30 ppm ar pH 3.5 a 55 gradd. Pan fo'r potensial yn is na 30 ppm, mae'r ffilm oddefol yn hydoddi'n araf ac mae trwch cyflwr cyson yn cael ei gynnal trwy atdafiad. Yn yr ystod 30-50 ppm, mae'r diddymiad ffilm yn fwy na'r ail-drosglwyddiad ac mae'r gyfradd cyrydiad yn cynyddu i 0.1-0.3 mm y flwyddyn. Uwchlaw 50 ppm ni all y ffilm adnewyddu ac mae'r titaniwm yn cyrydu'n weithredol ar gyfraddau o 1-5 mm y flwyddyn yn dibynnu ar yr union amodau. Bydd titaniwm Gradd 2 yn cyrydu tua 3 mm y flwyddyn mewn fflworid 100 ppm - digon i roi twll mewn tiwb wal 1.65 mm mewn chwech i wyth mis.

Synergedd Tymheredd a pH
Mae tymheredd uchel yn cyflymu ymosodiad fflworid yn esbonyddol. Ar 55 gradd, a fflworid 50 ppm, mae gan Radd 2 gyfradd cyrydu o tua 0.4 mm y flwyddyn. Ar 65 gradd mae'r gyfradd yn dringo i 1.2 mm y flwyddyn ar yr un cynnwys fflworid. Mae baddonau platio sinc sy'n rhedeg ar 55 gradd eisoes yn agos at y terfyn o ran sensitifrwydd tymheredd, a gall unrhyw daith i 60-65 gradd gynyddu cyfradd yr ymosodiad yn gyflym.

Gan fod ïonau hydrogen yn cael eu bwyta yn y digwyddiad hydoddi, mae ymosodiad fflworid yn waeth ar pH isel. Mae'r adwaith yn gymedrol ar pH 3.5. ar gyfer pH 2.5 mae'r gyfradd tua dyblu ar gyfer yr un crynodiad fflworid. Mae baddonau platio sinc fel arfer yn cael eu gweithredu ar pH 3.5-4.0, ond gellir gweld diferion pH lleol yn agos at yr anod neu mewn parthau llonydd.

Ac Eraill, Gradd 7, Aloion Titaniwm
Mae gan ditaniwm Gradd 7 (Ti-0.15Pd) well ymwrthedd i leihau asidau ond nid yw'n gallu gwrthsefyll trawiad fflworid. Mae presenoldeb palladium yn cynyddu cineteg yr adwaith cathodig ac yn hyrwyddo passivation mewn asidau lle mae'r ffilm goddefol yn cael ei gadw, ond ni all atal diddymu cemegol TiO2 gan ïonau fflworid. Mae profion yn dangos y bydd Gradd 7 yn cyrydu ar tua 70% o gyfradd Gradd 2 mewn fflworid-yn cynnwys datrysiadau - gwelliant, ond dim digon i gynnig bywyd gwasanaeth derbyniol uwchlaw 50 ppm fflworid. Er enghraifft bydd Gradd 2 yn cyrydu ar 0.8 mm y flwyddyn ar 55 gradd a 75 ppm fflworid a Gradd 7 yn cyrydu ar 0.5-0.6 mm y flwyddyn. Mae'r ddau yn rhy uchel ar gyfer tiwb wal 1.65 mm.

Hastelloy fel Dewis Amgen
Mae aloion Hastelloy seiliedig ar nicel (C-276 a C-22) yn gwrthsefyll ymosodiad fflworid gan fecanwaith gwahanol. Mae'r ffilm goddefol ar Hastelloy C-276 yn cynnwys llai o ocsidau nicel a chromiwm sy'n hydoddi mewn asid na TiO2. Gwelwyd cyfraddau cyrydiad o lai na 0.05 mm y flwyddyn ar gyfer Hastelloy C-276 mewn fflworid 50-200 ppm ar pH 3.5 a 55 gradd . Ar gyfer fflworid ar 100 ppm mae'r gyfradd yn llai na 0.10 mm y flwyddyn. Mae'r aloi hefyd yn dangos ymwrthedd i dyllu gan gloridau mewn baddonau platio sinc.

Matrics Cais Platio Sinc Gwresogydd
Crynodiad Fflworid Cyflwr Bath (ppm) Gwain Gwresogydd a Argymhellir Cyfradd Cyrydiad Disgwyliedig Oes Amcangyfrifedig (wal 1.65 mm)
Safon sinc clorid (dim fflworid)<10 ppmGrade 2 titanium < 0.02 mm/year > 10 years
Pecyn ychwanegyn fflworid isel-10-30 ppm titaniwm Gradd 2, monitor wythnosol 0.03-0.08 mm/blwyddyn 5-10 mlynedd
Fflworid cymedrol (fflworoborate safonol) 30-50 ppm titaniwm Gradd 7 neu Hastelloy 0.10-0.25 mm y flwyddyn 3-6 blynedd
Uchel-fflworid (baddon cyflymder uchel) 50-100 ppm Hastelloy C-276 0.05-0.10 8-12 mlynedd mm/blwyddyn
Very high fluoride (>100 ppm) 100 i 500 ppmHastelloy c-22 neu Tantalum 0.10-0.20 mm / blwyddyn 5-8 oed
Casgliad Manyleb Gwresogydd Platio Sinc
Mae angen amnewid y deunydd gwain gwresogydd trochi o ditaniwm i Hastelloy ar gyfer ïonau fflworid sy'n fwy na 50 ppm mewn baddonau platio sinc asidig ar pH 3.5 a 55 gradd. Titaniwm Gradd 2 yw'r mwyaf cost effeithiol uwchlaw 30 ppm fflworid. Gallai titaniwm Gradd 7 ddarparu bywyd gwasanaeth digonol yn yr ystod 30 i 50 ppm os caiff ei fonitro'n wyliadwrus, ond mae'n well gan lawer o beirianwyr Hastelloy am ddibynadwyedd. Bydd titaniwm, ym mhob gradd, yn methu o fisoedd i 2 flynedd os yw cynnwys clorid yn fwy na 50 ppm. Defnyddiwch Hastelloy C-276 neu C-22. Wrth archebu gwresogyddion ar gyfer llinellau platio sinc, gofynnwch am ddadansoddiad cemeg bath trylwyr gan gynnwys y crynodiad fflworid, a dewiswch y deunydd gwain yn ôl y lefel fflworid disgwyliedig uchaf, nid y ffigur enwol. Mae'r dechneg ragweithiol hon yn osgoi methiannau gwresogi sydyn sy'n atal cynhyrchu ac yn llygru baddonau platio.