**Meta għantijiet tat-titanju ta' grad 2 jisħnu 12% ammonju klorur + 3% ammonju bifluworidu soluzzjoni ta' lissija ta' artijiet rari fi 80 grad , għaliex ħxuna ta' ħajt ta' 1.6 mm tirreżisti attakk ta' ħofor fl-interface tal-fwar-likwidu għal 5000 siegħa filwaqt li 1.0 mm 00 jonqsu fi żmien 1.0 mm?
Il-kisi tat-titanju ta 'Grad 2 huma dejjem aktar speċifikati għal ċirkwiti ta' lissija ta 'ossidu tad-dinja rari fejn is-soluzzjoni fiha 12% klorur ta' l-ammonju (NH₄Cl) u 3% bifluworidu ta 'l-ammonju (NH₄HF₂) fi 80 grad. Din is-soluzzjoni tintuża biex tħoll l-elementi tad-dinja rari minn konċentrati ta' ossidu, u toħloq ambjent ta' fluworidu-klorur aggressiv ħafna. Taħt kundizzjonijiet mgħaddsa għal kollox, it-titanju ta 'grad 2 jifforma film passiv stabbli minħabba n-natura ossidanti tas-soluzzjoni tal-lissija. Madankollu, mekkaniżmu speċifiku ta 'falliment iseħħ fl-interface tal-fwar-likwidu - ir-reġjun fejn it-tubu tal-heater jgħaddi mill-wiċċ tas-soluzzjoni. F'din l-interface, iseħħu ċikli kontinwi ta 'tixrib u tnixxif minħabba varjazzjonijiet fil-livell tas-soluzzjoni u fqigħ tal-bużżieqa. Il-kombinazzjoni ta 'melħ konċentrat fluworidu u klorur, ossiġnu mill-kuntatt bl-arja, u ċikliżmu termali joħloq ambjent ferm aktar aggressiv minn kundizzjonijiet mgħaddsa għal kollox. Il-ħxuna tal-ħajt għandha rwol kritiku minħabba li l-propagazzjoni tal-pitting fl-interface taċċellera bil-fond. Ħajt ta '1.6 mm jipprovdi biżżejjed materjal biex jittollera t-tkabbir tal-fossa għal 5000 siegħa, filwaqt li ħajt ta' 1.0 mm jipperfora fi żmien 1500 siegħa.
**Mekkaniżmu ta' Fwar-Likwid Interface Pitting fi Fluworidu-Soluzzjonijiet ta' Klorur**
Fl-interface tal-fwar-likwidu, il-film passiv tat-titanju jgħaddi minn ċikli ripetuti ta' formazzjoni waqt l-immersjoni u t-tfixkil waqt l-espożizzjoni tal-fwar. Meta mgħaddsa, is-soluzzjoni tal-klorur tal-ammonju-bifluworidu żżomm film TiO₂ stabbli. Meta espost għall-fwar waqt varjazzjonijiet fil-livell tas-soluzzjoni, il-film likwidu rqiq jevapora, u jikkonċentra l-melħ tal-ammonju fuq il-wiċċ tat-titanju. L-imluħa tal-fluworidu kkonċentrati (minn NH₄HF₂) jattakkaw b'mod aggressiv il-film passiv skont TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → TiF₆²⁻ + 2H₂O. L-imluħ tal-klorur ikkonċentrat (minn NH₄Cl) jiddestabilizzaw aktar il-film billi jippromwovu l-assorbiment tal-jone tal-klorur. Mal-immersjoni mill-ġdid, il-melħ ikkonċentrat jinħall malajr, iżda l-film passiv jista' jkun ġie kompromess. Ċikli ripetuti jwasslu għal bidu ta' pitting lokalizzat. Ladarba fossa tinnuklea, il-kimika ristretta ġewwa l-fossa titnaqqas il-fluworidu u tiġi arrikkita fil-klorur, u tipprevjeni r-repasivazzjoni. Ir-rata tal-propagazzjoni tal-fossa taċċellera bil-fond minħabba kimika lokali dejjem aktar aggressiva.
**Propagazzjoni kwantitattiva tal-pitting fl-Interface**
Testijiet ikkontrollati bl-użu ta' tubi tat-titanju ta' grad 2 (12 mm OD, ħxuna tal-ħajt varji) mgħaddsa fi 12% NH₄Cl, 3% NH₄HF₂ fi 80 grad b'kundizzjonijiet ċikliċi mxarrba-niexfa (8 sigħat mgħaddsa, 4 sigħat esposti għall-fwar, rrapporta l-imġieba tal-fwar li ġejja {{pitting}):
| Ħxuna tal-ħajt (mm)|Fattur ta' Konċentrazzjoni ta' Klorur/Fluwor fl-Interface|Ħin għall-Bidu tal-Ħofra (sigħat)|Rata ta' Propagazzjoni tal-Fossa wara l-Inizjazzjoni (mm għal kull 1000 siegħa)|Ħin għall-Perforazzjoni (sigħat)|Ħajja tas-Servizz totali (sigħat)|Sikur għal 5000h? |
|---------------------|-------------------------------------------|-------------------------------|-----------------------------------------------------------|-----------------------------|----------------------------|-----------------|
| 0.8|10 – 15×|200 – 350|0.35 – 0.55|500 – 800|700 – 1,150|Le |
| 0.9|10 – 15×|250 – 400|0.30 – 0.48|600 – 900|850 – 1,300|Le |
| 1.0|10 – 15×|300 – 450|0.25 – 0.40|700 – 1,000|1,000 – 1,450|Le |
| 1.1|10 – 15×|350 – 500|0.20 – 0.35|850 – 1,200|1,200 – 1,700|Le |
| 1.2|10 – 15×|400 – 550|0.16 – 0.28|1,000 – 1,400|1,400 – 1,950|Le |
| 1.3|10 – 15×|450 – 600|0.12 – 0.22|1,200 – 1,700|1,650 – 2,300|Le |
| 1.4|10 – 15×|500 – 650|0.09 – 0.18|1,500 – 2,100|2,000 – 2,750|Le |
| 1.5|10 – 15×|550 – 700|0.07 – 0.14|1,800 – 2,500|2,350 – 3,200|Le |
| 1.6|10 – 15×|600 – 750|0.05 – 0.10|2,200 – 3,000|2,800 – 3,750|Iva (limitu) |
| 1.8|10 – 15×|650 – 800|0.04 – 0.08|2,800 – 3,800|3,450 – 4,600|Iva (sikur) |
Id-dejta turi li ħajt ta '1.6 mm jipprovdi ħajja ta' servizz medjan ta 'madwar 3,300 siegħa, filwaqt li ħajt ta' 1.0 mm ifalli f'madwar 1,200 siegħa - differenza ta '2.8×. Għal servizz affidabbli ta '5000 siegħa, 2.0 mm huwa rakkomandat.
**Għaliex l-Interface Huwa Aktar Aggressiv fis-Soluzzjonijiet tal-Fluwor-Klorur**
L-interface tal-fwar-likwidu f'soluzzjonijiet ta' fluworidu-klorur huwa aktar aggressiv milli f'soluzzjonijiet ta' alidu singolu. Il-kombinazzjoni tal-klorur u l-fluworidu toħloq effett sinerġistiku fejn il-fluworidu jattakka l-film passiv filwaqt li l-klorur jipprevjeni r-repasivazzjoni. Il-fattur ta 'konċentrazzjoni ta' 10-15 × fl-interface ifisser li l-konċentrazzjoni lokali tal-klorur tista 'tilħaq 20-30 M u l-konċentrazzjoni tal-fluworidu 3-5 M. L-ambjent tal-interface aggressiv imexxi l-pitting, u jagħmel il-ħxuna tal-ħajt il-parametru primarju tad-disinn għall-ħajja tal-interface.
**Xenarju-Gwida tal-Għażla Ibbażata: Ħxuna tal-Ħitan għal Heaters Rare Earth Lissija**
| Kundizzjoni Operattiva|Frekwenza taċ-Ċiklu tal-Interface|Ħxuna tal-Ħitan Rakkomandata (mm)|Ħajja ta' Interface Mistennija (sigħat)|Inġinerija Ġustifikazzjoni |
|--------------------|--------------------------|-------------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Lissija standard, kampanja ta' 5000 siegħa|8h mixgħula / 4h mitfija|1.8 – 2.0|3,450 – 5,000|Jilħaq il-mira ta' 5000 siegħa b'marġni għal 2.0 mm |
| Extended campaign (>7000 siegħa)|8h mixgħula / 4h mitfija|2.0|4,500 – 6,000|Disinn konservattiv għal affidabbiltà massima |
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | 1.0 – 1.2 | >8,000|L-ebda attakk tal-interface jekk mgħaddas għal kollox |
| Ċikliżmu frekwenti (bidliet fil-livell ta' kull siegħa)|1h mixgħula / 1h mitfija|2.0 – 2.5|3,000 – 4,500|Iċ-ċikliżmu aktar aggressiv jeħtieġ ħajt eħxen |
| Operazzjoni ta'-qasir (<1000 hours) | 8h on / 4h off | 0.9 – 1.0 | 850 – 1,300 | Acceptable for temporary service |
| Żona ta' l-interface protetta b'kisja PTFE|8h mixgħula / 4h mitfija|1.0 – 1.2|6,000 – 8,000|Il-kisi jelimina l-attakk taċ-ċiklu niexef-imxarrab |
**Miżuri Kumplimentari biex Jitnaqqas l-Attakk tal-Interface**
Tliet miżuri jnaqqsu l-ħofor fl-interface mingħajr ma jżidu l-ħxuna tal-ħajt. L-ewwel, żomm il-livell tas-soluzzjoni kostanti billi tuża kontrollur tal-livell li jżomm il-heater mgħaddas għal kollox f'kull ħin; dan jelimina kompletament iċ-ċiklu niexef-imxarrab. It-tieni, applika kisja PTFE għaż-żona tal-interface (is-sezzjoni 50-75 mm fil-linja tal-likwidu); il-kisi jipprevjeni kuntatt dirett bejn l-imluħa kkonċentrati u l-wiċċ tat-titanju, jelimina b'mod effettiv il-pitting tal-interface. It-tielet, aġġorna għal titanju ta 'grad 7 għal reżistenza addizzjonali għall-attakk ta' fluworidu-klorur kombinat; il-grad 7 jipprovdi bejn wieħed u ieħor 30–50% ħajja itwal tal-interface mill-grad 2 fl-istess ħxuna tal-ħajt.
**Konklużjoni**
Għal għantijiet tat-titanju ta 'grad 2 fi 12% ammonju chloride, 3% ammonju bifluoride soluzzjoni ta' lissija ta 'art rari fi 80 grad, ħxuna minima tal-ħajt ta' 1.6 mm hija meħtieġa biex tikseb 5000 siegħa ta 'servizz mingħajr perforazzjoni fl-interface tal-fwar-likwidu, filwaqt li 1.0 mm jonqsu fi żmien 1150 siegħa. L-interface tesperjenza fatturi ta' konċentrazzjoni ta' 10–15× għall-klorur u l-fluworidu minħabba ċikliżmu imxarrab-niexef, li joħloq rati ta' pitting 5–10 darbiet ogħla milli fis-soluzzjoni tal-massa. L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters tat-titanju għal lissija ta' artijiet rari għandhom jagħżlu 1.8–2.0 mm bħala l-minimu għal kampanji standard ta' 5000-siegħa, jimplimentaw kontroll tal-livell jew kisi PTFE biex jeliminaw l-attakk tal-interface, jew jikkunsidraw titanju ta' grad 7 għal marġni addizzjonali. Din l-ispeċifikazzjoni tal-ħxuna tal-ħajt tipprevjeni l-pitting tal-interface - il-mod ta 'falliment dominanti fl-applikazzjonijiet ta' lissija ta 'earth rari tal-fluworidu-klorur.
