Wrth Ddefnyddio Tiwb Gwresogi Trydan Titaniwm i Berwi 20% Asid Hydroclorig, Sut Mae Lefel Ocsigen Toddedig yr Asid yn Newid y Tymheredd Pitting Critigol?

Mae'r rhan fwyaf o fetelau braidd yn ymosodol wrth ferwi 20% HCl ar dymheredd o tua 105 gradd. Ni argymhellir titaniwm fel arfer ar gyfer defnydd HCl oherwydd y cyrydiad gweithredol cyflym. Fodd bynnag, mae angen datguddiad byr neu wedi'i reoleiddio ar gyfer cymwysiadau eraill fel llinellau piclo rhannau titaniwm neu weithdrefnau cemegol penodol. O dan yr amodau cyfyngedig hyn, mae crynodiad yr ocsigen toddedig yn yr asid yn dod yn brif feini prawf wrth sefydlu a all titaniwm wrthsefyll hyd yn oed gwasanaeth tymor byr. Mae ocsigen yn gweithio fel dadbolarydd cathodig ac yn symud potensial yr arwyneb titaniwm i'r ardal oddefol. Mae'r tymheredd tyllu critigol (CPT)-y tymheredd y mae pytio sefydlog yn cychwyn uwchben{8}}yn cynyddu'n sylweddol gyda chrynodiad yr ocsigen toddedig. Ymosodir ar ditaniwm ar dymheredd ystafell mewn HCl 20% wedi'i ddaerated. Mewn 20% HCl ar bwysedd rhannol ocsigen o 1 atm, mae'r CPT yn dringo i tua 80 gradd, yn dal yn is na'r berw, ond yn ddigon uchel ar gyfer rhywfaint o wasanaeth tymheredd isel cyfyngedig.

Ocsigen-Mecanwaith Goddefol Dibynnol mewn Asid Hydroclorig

Mae titaniwm yn gofyn am awyrgylch ocsideiddiol i gynnal ei ffilm goddefol TiO2. Mae asid hydroclorig yn asiant lleihau, ac mae ïonau clorid yn ymosod yn egnïol ar unrhyw ddiffygion ocsid. Mae'r ocsigen mewn hydoddiant yn yr asid yn cyflenwi'r potensial ocsideiddio sydd ei angen ar gyfer adfer ffilm. Mae gostyngiad ocsigen yn digwydd ar yr wyneb titaniwm: O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O. Mae'r adwaith cathodig hwn yn cynyddu'r potensial arwyneb ac felly'n atal diddymiad titaniwm. Os yw crynodiad yr ocsigen toddedig yn cael ei ostwng i werth critigol, yna ni all y cerrynt cathodig oherwydd y gostyngiad ocsigen wneud iawn am y cerrynt anodig oherwydd y diddymiad titaniwm. Mae'r potensial arwyneb yn disgyn i'r rhanbarth gweithredol a chychwynnir cyrydiad neu dyllu unffurf. Y tymheredd tyllu critigol yw'r tymheredd y mae cyfradd dadelfennu ffilm oddefol yn uwch na chyfradd aildroseddu â chymorth ocsigen ar grynodiad ocsigen penodol.

Newid Meintiol yn y Tymheredd Tyllu Critigol gydag Ocsigen Toddedig

Rhoddir gwerthoedd CPT ar gyfer titaniwm Gradd 2 mewn 20% HCl ar bwysedd atmosfferig isod o brofion rheoledig:

Ocsigen toddedig < 0.5 ppm (wedi dirywio, N2-wedi'i lanhau) CPT < 25 gradd . Titaniwm ar dymheredd ystafell - cyrydiad ymosodol. Cyfradd cyrydu 2-5 mm y flwyddyn. Heb ei argymell ar gyfer unrhyw wasanaeth poeth.

Ocsigen toddedig ar 2–5 ppm (aer-yn dirlawn ar 1 atm, llestr agored nodweddiadol): CPT 45–50 gradd . Ymddygiad goddefol o dan 45 gradd, cyfradd cyrydiad<0.1 mm/year. Pitting starts within hours at temperatures above 50 °C. Attack is quick and devastating at boiling (105°C).

CPT o 60 {{ }} 65 gradd ). Ocsigen toddedig ar 10-15 ppm (ocsigen-sparged ar 1 atm). DERBYNIOL AR 60 gradd OND NID AR GYMHELLION Y TYMHEREDD BEWI. Dyfnder y tyllu 0.5 mm ar ôl 100 awr ar 65 gradd.

Ocsigen toddedig 30-40 ppm (ocsigen 3 atm pwysedd rhannol, system dan bwysau). CPT 75-80 gradd . Ar 75 gradd mae'r arwyneb yn aros yn oddefol. 20% HCl ar 105oC (1 atm) Dal islaw berwi

Dissolved oxygen >50 ppm (ocsigen pur o dan 5 atm, offer penodol): CPT 85-90 gradd. Nid yw'n cyrraedd tymheredd berwi ar bwysau atmosfferig ond yn nesáu ato. Mae angen system dan bwysau i gynnal DO.

Goblygiadau ymarferol ar gyfer gwasanaeth mewn berwi asid hydroclorig 20%.

Y tymheredd swmp o 20% HCl berwi ar bwysau atmosfferig yw 105 gradd. Ni all unrhyw swm o ocsigen toddedig ar bwysedd rhannol o 1 atm godi'r CPT i 105 gradd . 65 gradd yw'r CPT uchaf posibl gydag ocsigen-asid dirlawn ar 1 atm. Felly, waeth beth fo'r sparging ocsigen, defnyddio titaniwm Gradd 2 ar gyfer berwi 20% HCl yn y bôn amhriodol. Byddai gwasgedd rhannol ocsigen sy'n fwy nag 1 atm angen llestr gwasgedd sy'n gwrth-ddweud y cyflwr berwi. 1. Berwi 20% HCl: Tantalwm, zirconiwm neu rai haearn bwrw silicon uchel.

Rheoli Ocsigen Toddedig ar gyfer Gwasanaeth HCl Tymheredd Isel

Mae titaniwm gradd 2 gyda rheolaeth ocsigen wedi'i nodi yn y tabl canlynol ar gyfer gwasanaeth HCl o dan y CPT.

HCl Crynodiad a Thymheredd Gweithredu Isafswm Gofynnol Ocsigen Hydoddedig Uchafswm Crynodiad Clorid a Ganiateir Strategaeth weithredu a argymhellir
3 ppm (dirlawnder aer) 40 gradd 10% HCl20% Llestr agored safonol. Nid oes angen gwasgariad ocsigen penodol.
8 ppm (gwariad aer parhaus) 20% 15% HCl 50 gradd Rhowch sbariad aer ger y gwresogydd. Gwiriadau DO wythnosol
20% HCl @ 60 gradd 15 ppm (angen sparging ag ocsigen) 20% Defnyddiwch sparging ocsigen pur. Pwyswch y llong i 2 atm ar gyfer cynnal a chadw DO Argymhellir: titaniwm Gradd 7.
20% HCl, 70 gradd C. Ddim yn ymarferol ar 1 atm 20% Gradd 2 amhriodol. Defnyddiwch 3 atm o wasgaru ocsigen ar Radd 7.
Chlorides >25% Any concentration at >25°CNo benefit >25% Titaniwm Heb ei argymell waeth beth fo'r ocsigen.
Dewisiadau eraill i Berwi Peirianneg Gwasanaeth HCl

If you need to boil 20% HCl, use tantalum or zirconium heaters instead of titanium. Tantalum is passive even in deaerated acid and has a CPT >150 gradd mewn 20% HCl. Mae zirconium yn gallu gwrthsefyll berwi HCl ym mhob crynodiad. Os oes angen titaniwm am resymau ariannol, rhedwch y llawdriniaeth o dan 50 gradd gan arbed ocsigen yn barhaus a derbyn oes gwresogydd cyfyngedig o 6-12 mis. Mae titaniwm Gradd 7 (palladiwm wedi'i sefydlogi) yn rhoi cynnydd o 10-15 gradd yn y CPT o'i gymharu â Gradd 2 o dan yr un amgylchiadau ocsigen ac yn ymestyn yr ystod tymheredd defnyddiadwy i tua 75 gradd gyda sparging ocsigen.

Gwneud Manyleb Gwybodus<

Os ydych chi'n ystyried tiwb gwresogi trydan titaniwm ar gyfer unrhyw wasanaeth asid hydroclorig, y peth cyntaf i'w wneud yw pennu neu ddiffinio lefel ocsigen toddedig yr asid. Sylwch nad yw titaniwm yn debygol o ddarparu bywyd gwasanaeth boddhaol ar gyfer cymwysiadau dros 60 gradd oni bai bod y system dan bwysau i gynyddu hydoddedd ocsigen. 20% HCl, gwasgedd amgylchynol, berwi Peidiwch â nodi titaniwm. Yn lle hynny, gofynnwch am ddyfynbrisiau ar wresogydd tantalwm neu wresogydd zirconiwm. Os yw'r broses yn cynnwys berwi ysbeidiol yn unig (ee cylchoedd glanhau), ystyriwch wresogydd symudadwy y gellir ei dynnu allan o'r asid yn ystod cyfnodau berwi. Mae'r peiriannydd, trwy gael y berthynas sylfaenol rhwng ocsigen toddedig a thymheredd tyllu critigol, yn osgoi'r perygl arferol o feddwl bod ymwrthedd cyrydiad cyffredinol titaniwm yn berthnasol i asid hydroclorig poeth, crynodedig.