55 ডিগ্রীতে অ্যাসিডিক জিঙ্ক প্লেটিং স্নানের (pH 3.5) জন্য, 50 পিপিএম-এর উপরে ফ্লোরাইড আয়নগুলির উপস্থিতি কীভাবে টাইটানিয়াম থেকে হ্যাস্টেলয়-এ স্থানান্তর করা প্রয়োজন?

টাইটানিয়াম গ্রেড 2, বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, একটি অ্যাসিডিক জিঙ্ক প্লেটিং দ্রবণ পরিচালনা করে - সাধারণত ক্লোরাইড ভিত্তিক বা সালফেট ক্লোরাইড ফর্মুলেশনগুলি pH 3.5 এবং 55 ডিগ্রি - এ কাজ করে যা কিছুটা কঠোর পরিবেশ। যাইহোক, অনেক আধুনিক উচ্চ গতির জিঙ্ক প্লেটিং অপারেশন পরিবাহিতা উন্নত করতে, নিক্ষেপের শক্তি বাড়াতে বা প্লেট সাবস্ট্রেটগুলিকে সক্রিয় করতে ফ্লোরাইড বা ফ্লুরোবোরেট আয়ন যোগ করে। 50 পিপিএম-এর বেশি ফ্লোরাইড আয়নের ঘনত্বে, টাইটানিয়ামের ক্ষয় আচরণ মৌলিকভাবে পরিবর্তিত হয়, যা প্যাসিভ স্তরের দ্রুত বিচ্ছিন্নতা এবং অভিন্ন আক্রমণের দিকে পরিচালিত করে যা সপ্তাহের মধ্যে একটি স্ট্যান্ডার্ড গেজ হিটার টিউবকে ছিদ্র করতে পারে। এই নিবন্ধটি থ্রেশহোল্ড ফ্লোরাইড ঘনত্বের একটি পরিমাপ প্রদান করে যেখানে টাইটানিয়াম ব্যবহারযোগ্য নয় এবং সেই পরামিতিগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে যার অধীনে Hastelloy C-276 বা C-22 প্রয়োজনীয় হিটার শিথ উপাদান।

ফ্লোরাইড দ্বারা টাইটানিয়ামের আক্রমণের প্রক্রিয়া
টাইটানিয়াম এর স্থিতিশীল, টিও 2 এর প্যাসিভ ফিল্মের কারণে চমৎকার জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। এই ফিল্মটি রাসায়নিক দ্রবীভূত প্রতিক্রিয়ায় ফ্লোরাইড আয়ন দ্বারা আক্রান্ত হয়। TiO 2 + 6F − + 4H + → TiF 6 2 − + 2H 2 O হেক্সাফ্লুরোটাইটানেট যৌগটি দ্রবণীয় এবং তাই প্যাসিভ আবরণ রাসায়নিকভাবে নির্মূল হয় এবং কেবল অনুপ্রবেশ করা হয় না। স্তরটি দ্রবীভূত হওয়ার সাথে সাথে অন্তর্নিহিত টাইটানিয়াম ধাতুটি অ্যাসিড স্নানের সংস্পর্শে আসে এবং সহজেই ক্ষয় হয়ে যায়। ফ্লোরাইড আক্রমণ ব্যাপক এবং একজাতীয়, ক্লোরাইডের দ্বারা স্থানীয়করণের বিপরীতে, যেখানে গর্তের মধ্যে নিষ্ক্রিয় আবরণ অক্ষত থাকে।

প্যাসিভ ফিল্ম দ্রবীভূত হওয়ার হার তিনটি কারণ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়: ফ্লোরাইড ঘনত্ব, পিএইচ এবং তাপমাত্রা। গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ফ্লোরাইড ঘনত্ব পিএইচ 3.5 এবং 55 ডিগ্রিতে প্রায় 30 পিপিএম। যখন সম্ভাবনা 30 পিপিএম-এর নিচে থাকে, তখন প্যাসিভ ফিল্মটি ধীরে ধীরে দ্রবীভূত হয় এবং পুনঃপ্রসেসনের মাধ্যমে একটি স্থির-অবস্থা বজায় রাখা হয়। 30-50 পিপিএম পরিসরে, ফিল্ম দ্রবীভূতকরণ পূনরাবীকরণকে অতিক্রম করে এবং প্রতি বছর ক্ষয় হার 0.1-0.3 মিমি পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। 50 পিপিএম-এর উপরে ফিল্মটি পুনর্নবীকরণ করা যায় না এবং সঠিক অবস্থার উপর নির্ভর করে প্রতি বছর 1-5 মিমি হারে টাইটানিয়াম সক্রিয়ভাবে ক্ষয় হয়। গ্রেড 2 টাইটানিয়াম 100 পিপিএম ফ্লোরাইডে প্রতি বছর প্রায় 3 মিমি হারে ক্ষয়প্রাপ্ত হবে - ছয় থেকে আট মাসে 1.65 মিমি ওয়াল টিউবে একটি গর্ত করার জন্য যথেষ্ট।

তাপমাত্রা এবং pH এর সমন্বয়
উচ্চ তাপমাত্রা ফ্লোরাইড আক্রমণকে ত্বরান্বিত করে। 55 ডিগ্রী এবং 50 পিপিএম ফ্লোরাইডে, গ্রেড 2 এর প্রতি বছর প্রায় 0.4 মিমি ক্ষয় হয়। 65 ডিগ্রীতে একই ফ্লোরাইড সামগ্রীতে প্রতি বছর হার 1.2 মিমি-তে উঠে যায়। জিঙ্ক প্লেটিং বাথ 55 ডিগ্রীতে চালিত তাপমাত্রা সংবেদনশীলতার দিক থেকে ইতিমধ্যেই সীমার কাছাকাছি, এবং 60-65 ডিগ্রীতে যেকোন ভ্রমণ আক্রমণের হার দ্রুত বাড়িয়ে দিতে পারে।

যেহেতু হাইড্রোজেন আয়নগুলি দ্রবীভূত হওয়ার সময় গ্রাস করা হয়, তাই কম pH-এ ফ্লোরাইডের আক্রমণ আরও খারাপ হয়। প্রতিক্রিয়া পিএইচ 3.5 এ মাঝারি। pH 2.5 এর জন্য একই ফ্লোরাইড ঘনত্বের জন্য হার প্রায় দ্বিগুণ। জিঙ্ক প্লেটিং স্নানগুলি সাধারণত পিএইচ 3.5-4.0 এ পরিচালিত হয়, তবে অ্যানোডের কাছাকাছি বা স্থবির অঞ্চলে স্থানীয় pH ড্রপগুলি লক্ষ্য করা যায়।

এবং অন্যান্য, গ্রেড 7, টাইটানিয়াম অ্যালয়
গ্রেড 7 টাইটানিয়াম (Ti-0.15Pd) অ্যাসিড হ্রাস করার জন্য ভাল প্রতিরোধের আছে কিন্তু ফ্লোরাইড আক্রমণ প্রতিরোধী নয়। প্যালাডিয়ামের উপস্থিতি ক্যাথোডিক প্রতিক্রিয়ার গতিবিদ্যা বৃদ্ধি করে এবং অ্যাসিডগুলিতে প্যাসিভেশনকে উৎসাহিত করে যেখানে প্যাসিভ ফিল্ম সংরক্ষিত থাকে, তবে এটি ফ্লোরাইড আয়ন দ্বারা TiO2-এর রাসায়নিক দ্রবীভূতকরণ প্রতিরোধ করতে পারে না। পরীক্ষাগুলি নির্দেশ করে যে গ্রেড 7 গ্রেড 2-এর 70% হারে ফ্লোরাইড-সমৃদ্ধ সমাধানগুলি ক্ষয় করবে - একটি উন্নতি, কিন্তু 50 পিপিএম ফ্লোরাইডের উপরে একটি গ্রহণযোগ্য পরিষেবা জীবন দেওয়ার জন্য যথেষ্ট নয়৷ উদাহরণস্বরূপ গ্রেড 2 55 ডিগ্রীতে প্রতি বছর 0.8 মিমি এবং 75 পিপিএম ফ্লোরাইড এবং গ্রেড 7 প্রতি বছর 0.5-0.6 মিমি হারে ক্ষয় হবে। একটি 1.65 মিমি প্রাচীর টিউবের জন্য উভয়ই খুব বেশি।

একটি বিকল্প হিসাবে Hastelloy
নিকেল-ভিত্তিক হ্যাস্টেলয় অ্যালয় (C-276 এবং C-22) একটি ভিন্ন প্রক্রিয়া দ্বারা ফ্লোরাইড আক্রমণ প্রতিরোধ করে। Hastelloy C-276-এর প্যাসিভ ফিল্মটিতে TiO2 এর তুলনায় কম অ্যাসিড-দ্রবণীয় নিকেল এবং ক্রোমিয়াম অক্সাইড রয়েছে। পিএইচ 3.5 এবং 55 ডিগ্রিতে 50-200 পিপিএম ফ্লোরাইডে হ্যাস্টেলয় সি-276-এর জন্য প্রতি বছর 0.05 মিমি-এর কম ক্ষয় হার পরিলক্ষিত হয়েছে। 100 পিপিএম-এ ফ্লোরাইডের জন্য হার 0.10 মিমি/বছরের কম। এছাড়াও খাদ দস্তা প্রলেপ স্নান মধ্যে ক্লোরাইড দ্বারা pitting প্রতিরোধের প্রদর্শন করে.

হিটার জিঙ্ক প্লেটিং অ্যাপ্লিকেশন ম্যাট্রিক্স
স্নানের অবস্থা ফ্লোরাইড ঘনত্ব (পিপিএম) প্রস্তাবিত হিটার শীথ উপাদান প্রত্যাশিত ক্ষয় হার আনুমানিক জীবন (1.65 মিমি প্রাচীর)
জিঙ্ক ক্লোরাইড স্ট্যান্ডার্ড (ফ্লোরাইড নেই)<10 ppmGrade 2 titanium < 0.02 mm/year > 10 years
কম-ফ্লোরাইড সংযোজন প্যাকেজ 10-30 পিপিএম গ্রেড 2 টাইটানিয়াম, সাপ্তাহিক মনিটর 0.03-0.08 মিমি/বছর 5-10 বছর
মাঝারি ফ্লোরাইড (স্ট্যান্ডার্ড ফ্লুরোবোরেট) 30-50 পিপিএম গ্রেড 7 টাইটানিয়াম বা হ্যাস্টেলয় 0.10-0.25 মিমি/বছর 3-6 বছর
উচ্চ-ফ্লোরাইড (উচ্চ গতির স্নান) 50-100 পিপিএম হ্যাস্টেলয় সি-276 0.05-0.10 8-12 বছর মিমি/বছর
Very high fluoride (>100 পিপিএম) 100 থেকে 500 পিপিএম হ্যাস্টেলয় সি-22 বা ট্যানটালাম 0.10-0.20 মিমি/বছর 5-8 বছর
দস্তা কলাই হিটার স্পেসিফিকেশন উপসংহার
পিএইচ 3.5 এবং 55 ডিগ্রীতে অ্যাসিডিক জিঙ্ক প্লেটিং বাথগুলিতে 50 পিপিএম-এর বেশি ফ্লোরাইড আয়নগুলির জন্য টাইটানিয়াম থেকে হ্যাস্টেলোয় নিমজ্জন হিটার শীথ উপাদানের প্রতিস্থাপন প্রয়োজনীয়। গ্রেড 2 টাইটানিয়াম 30 পিপিএম ফ্লোরাইডের উপরে সবচেয়ে সাশ্রয়ী কার্যকর। সতর্কতার সাথে পর্যবেক্ষণ করা হলে গ্রেড 7 টাইটানিয়াম 30 থেকে 50 পিপিএম পরিসরে পর্যাপ্ত পরিসেবা জীবন প্রদান করতে পারে, তবে অনেক প্রকৌশলী নির্ভরযোগ্যতার জন্য হ্যাস্টলয় পছন্দ করেন। টাইটানিয়াম, সমস্ত গ্রেডে, ক্লোরাইডের পরিমাণ 50 পিপিএম-এর বেশি হলে মাস থেকে 2 বছর পর্যন্ত ব্যর্থ হবে। Hastelloy C-276 বা C-22 ব্যবহার করুন। জিঙ্ক প্লেটিং লাইনের জন্য হিটার অর্ডার করার সময়, ফ্লোরাইডের ঘনত্ব সহ একটি পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে স্নানের রসায়ন বিশ্লেষণের জন্য বলুন, এবং নামমাত্র চিত্র নয়, সর্বোচ্চ প্রত্যাশিত ফ্লোরাইড স্তর অনুযায়ী খাপ উপাদান নির্বাচন করুন৷ এই সক্রিয় কৌশলটি হঠাৎ গরম করার ব্যর্থতা এড়ায় যা উত্পাদন বন্ধ করে এবং কলাই স্নানকে দূষিত করে।