Mewn 25% sodiwm hydrocsid ar 90 gradd, mae silica (SiO₂) yn adweithio â thitaniwm i ffurfio graddfeydd sodiwm titanate (Na₂TiO₃) a sodiwm silicad. Mae gan y graddfeydd hyn ddargludedd thermol isel iawn o 0.5–1.5 W/m·K, o gymharu â 21.9 W/m·K ar gyfer titaniwm. Y crynodiad silica uchaf a ganiateir i atal ffurfio graddfa inswleiddio yw 50 ppm. Yn uwch na 50 ppm, mae trwch graddfa yn fwy na 0.1 mm o fewn 500 awr, gan achosi colled trosglwyddo gwres sylweddol. Mae'r raddfa yn ffurfio trwy'r adwaith: TiO₂ + 2NaOH + SiO₂ → Na₂TiO₃ + Na₂SiO₃ + H₂O.

Mecanwaith Ffurfio Graddfa Sodiwm Titanad

Ar 90 gradd mewn datrysiad costig, mae titaniwm yn ffurfio haen goddefol TiO₂ denau. Mae silica yn hydoddi fel ïonau silicad (SiO₃²⁻). Mae silicad a thitanad yn adweithio i ffurfio graddfa sodiwm titanad-silicad cymysg. Mae'r raddfa'n tyfu trwy dryledu Ti⁴⁺ a Si⁴⁺ trwy'r raddfa bresennol. Ar ôl ei ffurfio, mae'r raddfa yn galed, yn ymlynol ac yn inswleiddio. Ni ellir tynnu'r raddfa trwy lanhau asid heb ymosod ar y metel sylfaen titaniwm.

Ffurfiant Graddfa Feintiol fel Swyddogaeth Crynodiad Silica

Mae profion dan reolaeth mewn 25% NaOH ar 90 gradd dros 500 awr wedi sefydlu'r canlynol ar gyfer titaniwm Gradd 2. Ar 0 ppm silica, trwch y raddfa yw 0 µm, nid yw'r cyfansoddiad graddfa yn ddim, ac mae'r gostyngiad trosglwyddo gwres yn 0%. Ar 10 ppm silica, trwch y raddfa yw 5-15 µm, y cyfansoddiad yw sodiwm silicad, a'r gostyngiad trosglwyddo gwres yw 2-5%. Ar 25 ppm, y trwch yw 15-40 µm, mae'r cyfansoddiad yn silicad / titanad cymysg, a'r gostyngiad yw 5-15%. Ar 50 ppm, y trothwy critigol, y trwch yw 40-80 µm, mae'r cyfansoddiad yn sodiwm titanate yn dominyddu, a'r gostyngiad yw 15-30%. Ar 100 ppm, y trwch yw 80-150 µm, mae'r cyfansoddiad yn titanate trwchus, a'r gostyngiad yw 30-50%. Ar 250 ppm, y trwch yw 150-300 µm, mae'r cyfansoddiad yn raddfa drwm, a'r gostyngiad yw 50-70%.

Dylanwad Tymheredd a Chanolbwyntio NaOH ar Goddefgarwch Silica

Mae'r crynodiad silica uchaf a ganiateir yn gostwng gyda thymheredd cynyddol a chrynodiad NaOH. Ar 70 gradd a 25% NaOH, y silica a ganiateir ar gyfer<0.1 mm scale is 100 ppm, and the recommended maximum is 75 ppm. At 80°C, the allowable is 75 ppm, and the recommended is 50 ppm. At 90°C, the allowable is 50 ppm, and the recommended is 30 ppm. At 100°C, the allowable is 30 ppm, and the recommended is 20 ppm. At 110°C, the allowable is 20 ppm, and the recommended is 10 ppm. At 50% NaOH and 90°C, the allowable silica is 25 ppm.

Canllaw Rheoli ac Atal Graddfa Silica

Mae'r tabl canlynol yn darparu argymhellion ar gyfer y crynodiad silica uchaf a ganiateir a chamau gweithredu ar gyfer gwresogyddion titaniwm Gradd 2 mewn 25% NaOH ar 90 gradd.

Peirianneg Y Tu Hwnt i Reoli Crynodiad Silica

Nid yw'r radd titaniwm yn atal graddfa rhag ffurfio ond mae gan Radd 7 well ymwrthedd cyrydiad o dan-raddfa. Mae trwch wal yn darparu lwfans trosglwyddo gwres; mae gan wal fwy trwchus ΔT gwaelodlin uwch, felly mae'r gostyngiad canrannol ar gyfer trwch graddfa benodol ychydig yn is. Mae gorffeniad wyneb y tiwb yn effeithio ar adlyniad graddfa; Mae arwynebau wedi'u electrosgleinio (Ra o dan 0.3 µm) yn ei gwneud hi'n haws cael gwared ar raddfa. Dylid defnyddio dŵr wedi'i ddadïoneiddio i wneud costig-hyd at osgoi halogiad silica. Mae meddalydd cyfnewid cation yn tynnu silica. Dylid hidlo'r hydoddiant costig trwy hidlydd 1 µm i gael gwared ar ronynnau silica crog.

Gwneud Manyleb Gwybodus

Ar gyfer gwresogydd titaniwm Gradd 2 mewn 25% NaOH ar 90 gradd, cadwch y crynodiad silica o dan 20 ppm i ddarparu ymyl diogelwch o dan y trothwy graddio 50 ppm. Defnyddio dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio i wneud-i fyny a monitro silica yn wythnosol drwy ddadansoddiad lliwimetrig. Os yw silica yn fwy na 30 ppm, gwanhewch yr hydoddiant costig â dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio neu ei ddisodli'n gyfan gwbl. Ar gyfer gwresogyddion presennol gyda graddfa silica, tynnwch y raddfa yn fecanyddol gyda brwsh neilon; peidiwch â defnyddio HF neu HCl ar gyfer glanhau. Trwy reoli crynodiad silica o dan 30 ppm, mae'r peiriannydd yn atal insiwleiddio ffurfio graddfa titanate sodiwm mewn gwasanaeth costig poeth.