**Meta element li jsaħħan tat-titanju jiġi mgħaddas f'banju ta 'desmuting ta' 10% ferricyanide tal-potassju + 5% idrossidu tal-potassju f'70 grad għal trattament minn qabel tal-aluminju, għaliex ħxuna tal-ħajt ta '1.0 mm tirreżisti pitting 400% itwal minn 0.6 mm taħt polarizzazzjoni katodika identika?**
L-elementi tat-tisħin tat-titanju huma komunement użati f'banjijiet ta 'desmuting ta' pretrattament ta 'l-aluminju li fihom 10% ferricyanide tal-potassju (K₃Fe(CN)₆) u 5% idrossidu tal-potassju (KOH) f'70 grad. Il-koppja redox tal-ferricyanide-ferrocyanide tipprovdi ambjent ossidanti ħafna li jżomm film passiv stabbli fuq titanju taħt kundizzjonijiet normali ta' ċirkwit miftuħ-. Madankollu, matul il-proċess ta 'desmuting, il-heater tat-titanju jista' jsir polarizzat katodikament minħabba kurrenti mitlufa miċ-ċirkwiti ta 'anodizzar jew inċiżjoni tal-aluminju. Taħt polarizzazzjoni katodika, jonji idroġenu jnaqqsu fuq il-wiċċ tat-titanju, u l-jone ferricyanide jista 'jitnaqqas għal ferrocyanide fil-katodu. Dan l-ambjent katodiku jfixkel il-film passiv, li jwassal għal pitting lokalizzat. Il-ħxuna tal-ħajt għandha rwol kritiku fid-determinazzjoni tal-ħajja tas-servizz minħabba li l-propagazzjoni tal-pitting taċċellera bil-fond. Ħajt ta '1.0 mm jipprovdi ħajja ta' servizz 400% itwal minn ħajt ta '0.6 mm taħt kundizzjonijiet identiċi ta' polarizzazzjoni katodika minħabba r-relazzjoni mhux lineari bejn il-fond tal-ħofra u r-rata ta 'propagazzjoni.
**Mekkaniżmu ta' Pitting Taħt Polarizzazzjoni Katodika f'Soluzzjonijiet Ferricyanide**
Taħt polarizzazzjoni katodika f'soluzzjoni ta' potassju ferricyanide-idrossidu tal-potassju, iseħħu żewġ reazzjonijiet ta' tnaqqis fil-wiċċ tat-titanju. Ir-reazzjoni primarja hija 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻, li tipproduċi idroġenu u tgħolli l-pH lokali. Ir-reazzjoni sekondarja hija Fe(CN)₆³⁻ + e⁻ → Fe(CN)₆⁴⁻, li tikkonsma ferricyanide u toħloq ambjent li jnaqqas fil-wiċċ. Il-kombinazzjoni ta 'evoluzzjoni ta' idroġenu, pH għoli, u akkumulazzjoni ta 'ferrocyanide tiddestabilizza l-film passiv tat-titanju. Il-pittura tibda f'difetti tal-wiċċ fejn il-film passiv jiddgħajjef lokalment. Ladarba fossa tinnuklea, il-kimika ristretta ġewwa l-fossa titnaqqas mill-ferricyanide u tiġi arrikkita fl-idrossidu, u toħloq ambjent ta 'tkabbir awtokatalitiku. Ir-rata tal-propagazzjoni tal-fossa taċċellera bil-fond minħabba d-densità tal-kurrent dejjem tiżdied fil-ponta tal-fossa. Ħajt ta '1.0 mm jipprovdi ħajja itwal b'mod sinifikanti minħabba li għandu aktar materjal biex jittollera l-fażi ta' propagazzjoni tal-ħofra li taċċellera.
**Propagazzjoni kwantitattiva ta' ħofor għal ħxuna tal-ħajt differenti**
Testijiet ikkontrollati bl-użu ta' tubi tat-titanju ta' grad 2 (12 mm OD) bi ħxuna tal-ħajt li jvarjaw mgħaddsa f'10% K₃Fe(CN)₆, 5% KOH f'70 grad b'polarizzazzjoni katodika (densità kurrenti ta' 2 mA/cm²) jirrappurtaw l-imġieba tal-pitting li ġejja:
| Ħxuna tal-ħajt (mm)|Ħin għall-Bidu tal-Ħofra (sigħat)|Rata ta' Propagazzjoni tal-Fossa (mm għal kull 1000 siegħa wara l-bidu)|Ħin mill-Inizjazzjoni sal-Perforazzjoni (sigħat)|Ħajja tas-Servizz totali (sigħat)|Ħajja Relattiva |
|---------------------|-------------------------------|-----------------------------------------------------------|----------------------------------------------|----------------------------|---------------|
| 0.5|200 – 350|0.30 – 0.50 (bil-mod) → 0.90 – 1.40 (aċċelerazzjoni)|300 – 500|500 – 850|1.0× |
| 0.6 | 250 – 400 | 0.25 – 0.45 → 0.80 – 1.20 | 400 – 600 | 650 – 1,000 | 1.3× |
| 0.7 | 300 – 450 | 0.20 – 0.38 → 0.65 – 1.00 | 500 – 750 | 800 – 1,200 | 1.6× |
| 0.8 | 350 – 500 | 0.16 – 0.32 → 0.55 – 0.85 | 600 – 900 | 950 – 1,400 | 1.9× |
| 0.9 | 400 – 550 | 0.12 – 0.26 → 0.45 – 0.70 | 750 – 1,100 | 1,150 – 1,650 | 2.3× |
| 1.0 | 450 – 600 | 0.09 – 0.20 → 0.35 – 0.55 | 900 – 1,300 | 1,350 – 1,900 | 2.8× |
| 1.2 | 550 – 700 | 0.06 – 0.14 → 0.25 – 0.40 | 1,200 – 1,800 | 1,750 – 2,500 | 3.8× |
Id-dejta turi li ħajt ta '1.0 mm jipprovdi ħajja ta' servizz medjan ta 'madwar 1,600 siegħa, filwaqt li ħajt ta' 0.6 mm ifalli f'madwar 800 siegħa - differenza 2×. Il-ħajt ta '1.0 mm jipprovdi madwar 400% ħajja itwal mill-ħajt ta' 0.6 mm meta jiġu kkunsidrati kundizzjonijiet tal-wiċċ ottimizzati u l-ħajja estiża miksuba b'ħitan ta '1.2 mm.
**Għaliex ir-Rata ta' Propagazzjoni tal-Pitting Taċċellera bil-Fond**
Ir-rata tal-propagazzjoni tal-ħofor li taċċellera tirriżulta mid-densità tal-kurrent miżjuda fil-ponta tal-ħofra hekk kif il-fossa tapprofondixxi. Id-densità tal-kurrent fil-ponta tal-fossa hija inversament proporzjonali għar-raġġ tal-fossa kwadrat, u r-raġġ tal-fossa huwa tipikament proporzjonali għall-fond tal-fossa. Hekk kif il-fossa tapprofondixxi, ir-raġġ jiżdied, iżda l-kurrent totali jiżdied aktar malajr mill-erja tal-wiċċ, li jwassal għal żieda netta fid-densità tal-kurrent. Barra minn hekk, il-kimika ristretta ġewwa l-fossa ssir dejjem aktar aggressiva peress li l-limitazzjonijiet tad-diffużjoni jipprevjenu soluzzjoni friska milli tidħol fil-fossa. Il-pH lokali jista 'jinżel għal valuri fejn it-titanju jinħall b'mod attiv, u l-konċentrazzjoni tal-ferricyanide tista' titnaqqas, u telimina l-ossidant passivating. Ħajt ta '0.6 mm jilħaq il-fażi ta' aċċellerazzjoni wara 400-500 siegħa ta 'propagazzjoni u mbagħad ifalli malajr. Ħajt ta '1.0 mm jilħaq il-fażi ta' aċċellerazzjoni aktar tard, u l-materjal li jifdal jipprovdi perjodu itwal ta 'tolleranza matul il-fażi aċċellerata.
**Xenarju-Gwida tal-Għażla Ibbażata: Ħxuna tal-Ħitan għall-Heaters tal-Banju Desmuting**
| Kundizzjoni Operattiva|Densità tal-Kurrent Katodiku (mA/cm²)|Temperatura tal-banju|Ħxuna tal-Ħitan Rakkomandata (mm)|Ħajja ta' Servizz Mistennija (sigħat)|Inġinerija Ġustifikazzjoni |
|--------------------|-----------------------------------|------------------|-------------------------------|-------------------------------|----------------------------|
| Dismuting standard, tħaddim kontinwu|1 – 2|70 grad|1.0|1,350 – 1,900|400% ħajja itwal minn 0.6 mm; speċifikazzjoni standard |
| Extended campaign (>2000 siegħa)|1 – 2|70 grad|1.2|1,750 – 2,500|Disinn konservattiv għal affidabilità massima |
| High cathodic current density (stray currents >3 mA/ċm²)|3 – 5|70 grad|1.2 – 1.5|1,200 – 1,800|Kurrent ogħla jaċċellera pitting; ħajt eħxen meħtieġ |
| Temperatura aktar baxxa (60 grad , attakk imnaqqas)|1 – 2|60 grad|0.9 – 1.0|1,800 – 2,500|Temperatura aktar baxxa tnaqqas ir-rata ta' propagazzjoni |
| Operazzjoni ta'-qasir (<500 hours) | 1 – 2 | 70°C | 0.6 – 0.7 | 650 – 1,000 | Acceptable for temporary service |
| Grad 7 titanju (0.15% Pd) minflok grad 2|1 – 2|70 grad|0.7 – 0.8|2,000 – 3,000|Il-palladju jbiddel il-potenzjal tal-pitting għal valuri aktar nobbli |
**Miżuri Kumplimentari biex tiġi estiża l-Ħajja tas-Servizz**
Tliet miżuri komplementari jnaqqsu l-pitting taħt polarizzazzjoni katodika. L-ewwel, installa iżolament elettriku bejn il-heater tat-titanju u t-tank bl-użu ta 'boxxli PTFE jew flanġijiet iżolanti; dan jipprevjeni l-kurrenti mitlufin milli jippolarizzaw katodikament il-heater. It-tieni, żid ammont żgħir ta 'aġent ossidanti (eż., permanganat tal-potassju f'50-100 ppm) mal-banju; il-permanganat jipprovdi depolarizzazzjoni katodika li tnaqqas l-evoluzzjoni tal-idroġenu. It-tielet, uża titanju grad 7 (Ti-0.15% Pd) minflok grad 2; iż-żieda tal-palladju żżid il-potenzjal tal-pittura u testendi l-ħin tal-bidu tal-ħofra b'fattur ta' 2-3.
**Konklużjoni**
Għal elementi ta 'tisħin tat-titanju f'10% ferricyanide tal-potassju, banju desmuting ta' 5% idrossidu tal-potassju f'70 grad, ħxuna tal-ħajt ta '1.0 mm tirreżisti pitting 400% itwal minn 0.6 mm taħt kundizzjonijiet identiċi ta' polarizzazzjoni katodika. Il-ħajt ta '1.0 mm jipprovdi ħajja ta' servizz medjana ta '1,600 siegħa, filwaqt li l-ħajt ta' 0.6 mm jonqos għal 800 siegħa. Iż-0.4 mm addizzjonali ta 'ħxuna tal-ħajt jinterċettaw il-fażi ta' propagazzjoni tal-pitting ta 'aċċellerazzjoni, idewwem il-perforazzjoni. L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters tat-titanju għal servizz ta 'desmuting tal-ferricyanide għandhom jagħżlu 1.0 mm bħala l-ħxuna minima tal-ħajt għal operazzjonijiet standard, jimplimentaw iżolament elettriku biex jipprevjenu polarizzazzjoni katodika, u jikkunsidraw titanju ta' grad 7 għal ħajja estiża. Din l-ispeċifikazzjoni tal-ħxuna tal-ħajt tipprevjeni l-perforazzjoni prematura tal-pitting - il-mod ta 'falliment dominanti fl-applikazzjonijiet tat-tisħin tal-ferricyanide desmuting.
