110 ডিগ্রীতে 20% অ্যামোনিয়াম বিসালফেট সলিউশনে গ্রেড 12 টাইটানিয়াম হিটিং কয়েলের জন্য, কীভাবে অ্যাসিড বিপর্যস্ত হওয়ার পরে প্রি-এক্সপোজার টাইম (1 ঘণ্টা বনাম. 24 ঘণ্টা) রিপাসিভেশন রেটকে পরিবর্তন করে?

অ্যামোনিয়াম বিসালফেট (NH 4 HSO 4 ) 20% ঘনত্ব এবং 110 ডিগ্রির সমাধান কিছু রাসায়নিক প্রক্রিয়া এবং ফ্লু গ্যাস ডিসালফারাইজেশনে নিযুক্ত করা হয়। গ্রেড 12 টাইটানিয়াম (Ti-0.3Mo-0.8Ni) মলিবডেনাম এবং নিকেল যোগ করার কারণে প্যাসিভ ফিল্মের স্থিতিশীলতা বৃদ্ধির কারণে অ্যাসিড কমাতে আরও ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। গ্রেড 12-এর প্যাসিভ ফিল্ম স্বাভাবিক অবস্থায় স্থিতিশীল থাকে, কিন্তু অ্যাসিড বিপর্যয়ের সময় যখন স্থানীয় pH 4 থেকে 1.5 কমে যায়, তখন ফিল্মটি মুহূর্তের জন্য ভেঙে যেতে পারে। রিপ্যাসিভেশনের হার, অর্থাৎ বিপর্যস্ত হওয়ার পরে প্যাসিভ ফিল্মের পুনর্গঠনের গতি, বিপর্যস্ত হওয়ার আগে বাতাসের সংস্পর্শে আসার আগে{19}}সময়ের উপর নির্ভর করে। 24 ঘন্টার বর্ধিত প্রাক{21}}এক্সপোজার সময় 1 ঘন্টা (1-2nm) সংক্ষিপ্ত প্রি-এক্সপোজারের তুলনায় একটি ঘন এবং আরও স্থিতিশীল বায়ু-গঠিত অক্সাইড (3-5nm) তৈরি করে। মোটা অক্সাইড আরও দ্রুত রিপাসিভেশনের অনুমতি দেয় এবং তিনটি ফ্যাক্টর দ্বারা বিপর্যস্ত হওয়ার সময় সমন্বিত জারা চার্জ হ্রাস করে।

গ্রেড 12 টাইটানিয়াম বাতাসের ঘন হওয়ার প্রক্রিয়া-গঠিত অক্সাইড

পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় গ্রেড 12 টাইটানিয়ামের নেটিভ অক্সাইড বাতাসে সময়ের সাথে লগারিদমিকভাবে বৃদ্ধি পায়। 1 ঘন্টা বাতাসের সংস্পর্শে আসার পর অক্সাইডের পুরুত্ব হয় প্রায় 1.5-2.0 এনএম এবং এতে মলিবডেনাম এবং নিকেল অক্সাইড (MoO₃, NiO) থাকে যা স্থিতিশীলতার প্রচার করে। 24 ঘন্টা পরে বেধ 3.0-4.0 nm এ পৌঁছায়। 7 দিন পরে, পুরুত্ব 5-6 nm এর কাছাকাছি আসছে। 1 ঘন্টা আগে{17}}এক্সপোজারের পরে তৈরি পাতলা অক্সাইড একটি অ্যাসিড বিপর্যয়ের সময় সহজেই দ্রবীভূত হয়, যার ফলে বেস ধাতুটি দীর্ঘ সময়ের জন্য সক্রিয় ক্ষয়ের জন্য উন্মুক্ত হয়। আরও মজবুত 24 ঘন্টা প্রাক-এক্সপোজার অক্সাইড শুধুমাত্র আংশিকভাবে দ্রবীভূত হয় তবে দ্রুত সংস্কারের অনুমতি দেওয়ার জন্য অ্যালোয়িং উপাদান সমৃদ্ধ একটি টেম্পলেটেড পৃষ্ঠ দেয়। বিপর্যস্ত অবস্থা সরানো হলে ক্ষয়প্রবাহের ঘনত্ব 10 µA/cm2-এর নিচে নেমে যাওয়ার জন্য যে সময় নেওয়া হয় তাকে repassivation টাইম বলে।

অ্যাসিড বিপর্যস্ত হওয়ার পর পরিমাণগত রিপাসিভেশন হার

নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষা 20% NH₄HSO₄ এ 110 ডিগ্রী (স্বাভাবিক pH 4.0) তে করা হয়েছিল এবং 1 ঘন্টার জন্য সালফিউরিক অ্যাসিড যোগ করে pH 1.5 এ অ্যাসিড আপসেট করা হয়েছিল এবং তারপরে pH 4.0-এ ফিরে এসেছে। বিভিন্ন প্রাক-এক্সপোজার সময়ের জন্য রিপ্যাসিভেশন আচরণ ভিন্ন দেখানো হয়েছে। অক্সাইডের পুরুত্ব হল 1.5-2.0 nm এবং 1 ঘন্টার জন্য বাতাসে প্রাক- এক্সপোজার। বিপর্যয়ের সময় জারা চার্জ 15-25 mC/cm²। পুনঃপ্যাসিভেশন সময়কাল 5-12 মিনিট যখন pH 4.0 এ ফিরিয়ে আনা হয়, এবং প্রতি বিপর্যয়ে মোট ধাতব ক্ষতি হয় 0.5-0.8 µm। প্রি-এক্সপোজারের 6 ঘন্টা পরে অক্সাইডের পুরুত্ব হয় 2.5–3.0 nm, ক্ষয় চার্জ 10-15 mC/cm2, পুনরুদ্ধার সময় 3-6 মিনিট এবং ধাতব ক্ষতি প্রতি আপসেট 0.3–0.5 µm হয়। 24 ঘন্টা প্রি-এক্সপোজারের সাথে, অক্সাইডের পুরুত্ব 3.0-4.0 nm, ক্ষয় চার্জ 5-10 mC/cm^2, repassivation সময় 2-4 মিনিটে হ্রাস করা হয় এবং ধাতুর ক্ষতি প্রতি আপসেট 0.15-0.30 µm এ কমে যায়। 7 দিনের প্রি-এক্সপোজারের ফলে 5-6 এনএম অক্সাইড পুরুত্ব, ক্ষয় চার্জ কমে 3-6 mC/cm2, 1-2 মিনিটের একটি রিপাসিভেশন সময় এবং প্রতি বিপর্যয়ে শুধুমাত্র 0.10-0.20 µm ধাতব ক্ষতি হয়। বিপরীতে, একটি তাজা আচারযুক্ত পৃষ্ঠ, যার মধ্যে অল্প বা কোন বাতাসের সংস্পর্শ নেই এবং 0.5 এনএম-এর কম একটি অক্সাইড ফিল্মের পুরুত্ব রয়েছে, এর ক্ষয় চার্জ 30-50 mC/cm2, 15-30 মিনিটের একটি পুনরুদ্ধার সময়কাল এবং প্রতি বিপর্যয়ের জন্য 1.0-1.5 µm ধাতব ক্ষতি হয়।

বিপর্যয়ের তীব্রতার প্রভাব এবং ক্রমবর্ধমান ক্ষতির উপর চক্রের সংখ্যা

প্রি-এক্সপোজার যত বেশি হবে, আরও গুরুতর বা দীর্ঘায়িত বিপর্যয়ের জন্য তত বেশি সুবিধা। উদাহরণস্বরূপ, 0.5 ঘন্টার জন্য একটি pH 1.5 আপসেট হলে 1 ঘন্টা পূর্বের এক্সপোজারের সাথে একটি টিউব 0.4–0.6 µm ধাতু হারায় যখন 24 ঘন্টা পূর্বে-এক্সপোজারের সাথে একটি টিউব শুধুমাত্র 0.12–0.25 µm হারায়৷ 2.0-ঘণ্টার মধ্যে pH 1.5 এ বিপর্যস্ত, 1-ঘণ্টা আগে-প্রকাশিত নমুনা 0.8-1.2 µm হারায়, যেখানে 24-ঘন্টার নমুনা 0.20-0.35 µm হারায়। 1.0 ঘন্টার জন্য pH 1.2-এ আরও গুরুতর আপ-সেট করার জন্য, 24 ঘন্টা প্রাক-এক্সপোজার নমুনা 0.30-0.50 µm হারায়, এখনও 1 ঘন্টার নমুনা মৃদু পরিস্থিতিতে হারানোর চেয়ে অনেক কম। পরপর অনেক দুর্ঘটনায় ধাতুর মোট ক্ষতি কার্যত ক্ষতির সমষ্টি। উদাহরণস্বরূপ, pH 1.5 এ 1 ঘন্টা প্রতি বছর 50টি আপসেট সহ একটি হিটার 1 ঘন্টা প্রি-এক্সপোজারের সাথে প্রতি বছর 25-40 µm হারায়, কিন্তু 24 ঘন্টা প্রি-এক্সপোজারের সাথে প্রতি বছর 7.5-15 µm হারায়।

গ্রেড 12 হিটারের জন্য প্রি-এক্সপোজার অ্যাসিড আপসেট টলারেন্স ম্যানেজমেন্ট

প্রত্যাশিত আপসেট ফ্রিকোয়েন্সি এবং 110 ডিগ্রীতে 20% NH4HSO4-এ অভিপ্রেত হিটার লাইফ হিসাবে পরিষেবা শুরু করার আগে ন্যূনতম প্রাক-এক্সপোজারের সময় সহ সংগী সারণী সুপারিশ করে৷

প্রতি বছর প্রত্যাশিত আপসেট প্রস্তাবিত ন্যূনতম প্রাক-পরিষেবার আগে এক্সপোজারের সময় (ঘন্টা) 24 কাঙ্ক্ষিত পরিষেবা জীবন (বছর) 1-5 10 প্রত্যাশিত মেটাল লস প্রতি আপসেট (মিমি) 0.15-0.30 মোট মেটাল লস ওভার লাইফ (মিমি) 0.015-0.030
5–20 5 48 ঘণ্টা 0.12–0.25 0.012–0.025
20-50 3 7 days 0.10-0.20 0.015-0.030 50-100 2 7 days plus controlled start-up 0.10-0.20 0.020-0.040 >100 1 প্রস্তাবিত নয়-পুনরায় ডিজাইন প্রক্রিয়া N/AN/A৷
ইঞ্জিনিয়ারিং বিয়ন্ড প্রি{{0}এক্সপোজার কন্ট্রোল

রিপাসিভেশন দৃঢ়ভাবে টাইটানিয়াম গ্রেডের উপর নির্ভরশীল। গ্রেড 12 অ্যাসিড হ্রাস করার উদ্দেশ্যে করা হয়েছে। গ্রেড 2-এ 24 ঘন্টা আগে-এক্সপোজারের পরেও প্রতি বিপর্যস্ত প্রতি 5-10 গুণ বেশি ধাতব ক্ষয় হবে৷ দেয়ালের বেধ একটি জারা ভাতা দেয়, একটি 2.0 মিমি প্রাচীর 0.20 µm প্রতি আপসেট 10,000 আপসেট নিতে পারে, সাধারণ প্রক্রিয়ার অভিজ্ঞতার চেয়ে অনেক বেশি। এক্সপোজারের আগে বায়ুমণ্ডল গুরুত্বপূর্ণ; শুষ্ক বাতাসে 50 ডিগ্রীতে প্রাক-এক্সপোজার 25 ডিগ্রীর চেয়ে 2-3 গুণ দ্রুত অক্সাইড ঘন হয়ে যায়। প্রাক-অক্সিজেন সমৃদ্ধ পরিবেশে এক্সপোজার-(বিশুদ্ধ O 2 ) অক্সাইডের বেধ 5 গুণ দ্রুত বৃদ্ধি করে। যদি হিটারটি ইতিমধ্যে একটি প্যাসিভ ফিল্ম গঠনের সাথে ব্যবহার করা হয়, তবে প্রথম বিপর্যয়ের আগে প্রাক-এক্সপোজার সময় কম গুরুত্বপূর্ণ কারণ পরিষেবাতে গঠিত ফিল্মটি ইতিমধ্যেই পুরু।

একটি অবহিত স্পেসিফিকেশন নির্মাণ

ইনস্টলেশনের পরে এবং প্রথম শক্তিকরণের আগে, সম্ভাব্য অ্যাসিড আপসেট সহ 110 ডিগ্রিতে 20% অ্যামোনিয়াম বিসালফেটে ব্যবহৃত একটি গ্রেড 12 টাইটানিয়াম হিটিং কয়েল অবশ্যই 20-30 ডিগ্রিতে পরিষ্কার, শুষ্ক বাতাসে ন্যূনতম 24 ঘন্টার জন্য আগে থেকে উন্মুক্ত থাকতে হবে। বছরে 20-এর বেশি আপসেট পেতে, 7 দিনের একটি প্রি{11}}এক্সপোজার স্থাপন করুন। প্রি-এক্সপোজার পিরিয়ডের পরে, ফিল্মটিকে আরও স্থিতিশীল করার জন্য স্বাভাবিক pH 4.0 দ্রবণে 50% শক্তিতে 4 ঘন্টা চালান। বিদ্যমান হিটারগুলির জন্য-প্রকাশিত না হওয়ার জন্য, 5% নাইট্রিক অ্যাসিড ব্যবহার করে 50 ডিগ্রীতে 2 ঘন্টার জন্য নিয়ন্ত্রিত প্যাসিভেশন সঞ্চালন করুন, তারপরে 24 ঘন্টার জন্য ধুয়ে ফেলুন এবং এয়ার এক্সপোজ করুন। প্রকৌশলী এসিড বিপর্যস্ত অবস্থার সময় দ্রুত রিপাসিভেশনের জন্য বাতাসের প্রাক এক্সপোজারের জন্য পর্যাপ্ত সময় অনুমতি দেয়; এইভাবে ক্রমবর্ধমান ধাতব ক্ষতি হ্রাস করা এবং অ্যামোনিয়াম বিসালফেট পরিষেবাতে গ্রেড 12 টাইটানিয়াম হিটিং কয়েলের আয়ু বাড়ানো।