90 ডিগ্রী (pH 4.5) এ ইলেক্ট্রোলেস নিকেল প্লেটিং বাথের জন্য, স্নানের সর্বোচ্চ কত ফসফরাস উপাদান হাইড্রোজেন এম্ব্রিটলমেন্ট ছাড়া গ্রেড 2 টাইটানিয়াম সহ্য করতে পারে?

ইলেক্ট্রোলেস নিকেল (EN) প্লেটিং স্নানগুলি 85-95 ডিগ্রি, pH 4.0-5.5 এ চালিত হয় এবং এতে ধাতব উত্স হিসাবে নিকেল সালফেট বা নিকেল হাইপোফসফাইট, হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে সোডিয়াম হাইপোফসফাইট এবং বিভিন্ন জটিল এজেন্ট (সাইট্রেট, অ্যাসিটেট বা গ্লাইকোলেট) থাকে। স্নানের রসায়নটি সামান্য অ্যাসিড এবং এতে অক্সিডাইজিং এবং হ্রাসকারী উভয় প্রজাতি রয়েছে। টাইটানিয়াম গ্রেড 2 প্রায়শই এর বিস্তৃত জারা প্রতিরোধের কারণে EN স্নানে নিমজ্জন হিটারের জন্য ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, একটি ব্যর্থতা মোড আছে, হাইড্রোজেন ভ্রমর, যেখানে হাইপোফসফাইট হ্রাসকারী এজেন্ট ফসফরাস এবং হাইড্রোজেনে পচে যায়। ফসফরাস টাইটানিয়াম পৃষ্ঠে নিকেলের সাথে সংকেত হয় এবং ইলেক্ট্রোলেস প্রক্রিয়া চলাকালীন উত্পাদিত হাইড্রোজেন টাইটানিয়াম জালিতে শোষিত হতে পারে। উচ্চতর স্নানের তাপমাত্রায় ফসফরাস পৃষ্ঠের স্তরগুলির সাথে শোষিত হাইড্রোজেনের মিথস্ক্রিয়া হাইড্রাইড উত্পাদন এবং ফাটল সৃষ্টি করে। নিবন্ধটি হাইপোফসফাইটের পচন দ্বারা নির্গত ফসফরাসের সর্বাধিক অনুমোদিত ঘনত্বকে সংজ্ঞায়িত করে, যে গ্রেড 2 টাইটানিয়াম 90 ডিগ্রি এবং pH 4.5 এ EN স্নানে হাইড্রোজেন ভ্রান্তির ঘটনা ছাড়াই বহন করতে পারে।

ইলেক্ট্রোলেস নিকেল স্নানে হাইড্রোজেন বিবর্তন
ইলেক্ট্রোলেস নিকেল প্রলেপ বিক্রিয়া স্বয়ংক্রিয়ভাবে হয়: Ni2+ + 2H2PO2- + 2H2O → Ni0 + 2H2PO3- + H2 + 2H+. নিকেল প্লেটেডের প্রতিটি মোলের জন্য, বিক্রিয়ার মাধ্যমে এক মোল হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়। এই হাইড্রোজেনের কিছু সৃষ্টির সময় পারমাণবিক হাইড্রোজেন (H.) এবং কিছু পারমাণবিক হাইড্রোজেন টাইটানিয়াম হিটার শীথ সহ স্নানে নিমজ্জিত যেকোনো ধাতব পৃষ্ঠে শোষিত হতে পারে। শোষণের হার টাইটানিয়ামের পৃষ্ঠের অবস্থা, অনুঘটক ধাতুর উপস্থিতি (নিকেল নিজেই সহ) এবং তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

পরমাণু হাইড্রোজেন শোষিত হলে টাইটানিয়াম জালিতে ছড়িয়ে পড়ে। যখন হাইড্রোজেনের স্থানীয় ঘনত্ব দ্রবণীয়তার সীমাতে পৌঁছায় (ca. 150 ppm 90 ডিগ্রিতে), তখন ভঙ্গুর টাইটানিয়াম হাইড্রাইড (TiH2) অবক্ষয় হয়। হাইড্রাইড উৎপাদন ভলিউম প্রসারণ (15%) এবং অভ্যন্তরীণ চাপ সৃষ্টি করে যা ক্র্যাকিং হতে পারে, বিশেষ করে ঢালাই জয়েন্ট বা টিউব বাঁকের মতো অবশিষ্ট প্রসার্য চাপ সহ জায়গায়।

হাইড্রোজেন গ্রহণে ফসফরাসের ভূমিকা
হাইপোফসফাইট ভাঙ্গন ফসফরাসে একটি জটিল ভূমিকা পালন করে। সক্রিয় ধাতব পৃষ্ঠগুলিতে হাইপোফসফাইট মৌলিক ফসফরাসে হ্রাস পায়: 2H₂PO₂⁻ {{2}H⁺ → 2P + 4H₂O৷ এই ফসফরাস টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের একটি পাতলা ফিল্মে জমা হয়, বিশেষ করে এমন অঞ্চলে যেখানে প্যাসিভ ফিল্ম পাতলা বা ক্ষতিগ্রস্ত হয়। এই ফসফরাস স্তর হাইপোফসফাইট এবং হাইড্রোজেন বিবর্তনের অতিরিক্ত বিচ্ছিন্নতাকে অনুঘটক করে, যার ফলে টাইটানিয়ামে স্থানীয় হাইড্রোজেন প্রবাহ বৃদ্ধি পায়।

আরও গুরুত্বপূর্ণ, ফসফরাস আবরণ পারমাণবিক হাইড্রোজেনের সাথে আণবিক হাইড্রোজেনের (2H·→ H2) পুনর্মিলনকে বাধা দেয়। ফসফরাস পৃষ্ঠের উপর পুনর্মিলন বিক্রিয়া ধীর, তাই উত্পাদিত হাইড্রোজেনের একটি বৃহত্তর ভগ্নাংশ পারমাণবিক আকারে থাকে এবং টাইটানিয়ামে শোষণের জন্য উপলব্ধ। উল্লেখযোগ্য ফসফরাস জমা ছাড়াই EN স্নানের জন্য উত্পাদিত হাইড্রোজেনের শোষণ প্রায় 1-5%। একটি ফসফরাস পৃষ্ঠ আবরণ সঙ্গে শোষণ ভগ্নাংশ 15-30% হতে পারে।

দ্বিতীয় গ্রেডের জন্য সর্বাধিক ফসফরাস সামগ্রী
EN বাথের ফসফরাস উপাদান (হাইপোফসফাইটের পচন এবং হাইপোফসফাইট আয়নের ভাঙ্গন থেকে) সাধারণত অর্থোফসফাইট (H 2 PO 3 -) ঘনত্ব বা প্রাথমিক ফসফরাস সমতুল্য হিসাবে রিপোর্ট করা হয়। একটি সাধারণ EN স্নানে 90 ডিগ্রি এবং pH 4.5 এ কাজ করে অরথোফসফাইট স্তর স্নানের সময় 0 g/L থেকে যায়- স্নানের সময় স্নানের সময় 100-200 g/L পর্যন্ত হয়ে যায়।

গ্রেড 2 টাইটানিয়াম ঝিল্লির নিয়ন্ত্রিত হাইড্রোজেন পারমিয়েশন পরীক্ষা নিয়ন্ত্রিত অর্থোফসফাইট স্তর সহ EN স্নানের সাপেক্ষে নিম্নলিখিত হাইড্রোজেন শোষণ ফ্লাক্স তৈরি করে (ইলেক্ট্রোকেমিকভাবে পরিমাপ করা হয়):

20 g/L এর নিচে অর্থোফসফাইটের ঘনত্বের সাথে (প্রায় 5 g/L মৌলিক ফসফরাস হ্রাস অবস্থায়) হাইড্রোজেন শোষণ 0.02 থেকে 0.05 পিপিএম প্রতি ঘন্টা - 10 বছরের হিটার জীবনের জন্য নগণ্য।

20-50 g/L (5-12 g/LP সমতুল্য) অরথোফসফাইটের সাথে গ্রহণ 0.10-0.30 পিপিএম/ঘন্টা পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। এই হারে 150 পিপিএম-এর থ্রেশহোল্ড হাইড্রোজেন ঘনত্ব 500-1500 ঘন্টা (একটানা অপারেশনের 3-9 সপ্তাহ) মধ্যে পৌঁছে যায়। এই স্নানের রাসায়নিকের হিটারগুলি সাধারণত 3-6 মাস পরে ক্র্যাকিংয়ের মাধ্যমে ব্যর্থ হয়।

For orthophosphite, absorption is more than 0.5 ppm/hr at concentrations above 50 g/L (>12 g/LP সমতুল্য) যেখানে সমালোচনামূলক ঘনত্ব 300 ঘন্টার কম সময়ে অর্জিত হয়। 1-2 মাসের মধ্যে ক্ষত এবং ফাটল।

90 ডিগ্রী এবং pH 4.5 এ গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের জন্য অর্থোফসফাইটের সর্বোচ্চ নিরাপদ ঘনত্ব হল 15 গ্রাম/এল। এই স্তরের উপরে 6 মাসের অপারেটিং সময়কালে হাইড্রোজেন ক্ষয় হওয়ার ঝুঁকি গ্রহণযোগ্য মাত্রা ছাড়িয়ে যায়।

প্রশমনের কৌশল
বেশ কিছু অপারেশনাল কৌশল EN বাথের গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের জীবনকে দীর্ঘায়িত করতে পারে:

বাথ টার্নওভার: যখন অর্থোফসফাইটের ঘনত্ব 15-20 g/L এর মধ্যে হয় তখন EN স্নানটি প্রতিস্থাপন বা পুনর্নবীকরণ করুন। এটি সাধারণত 6-10টি ধাতব মোড়ের সাথে মিলে যায়।

টাইটানিয়াম সারফেস ট্রিটমেন্ট: ইলেক্ট্রোপলিশড বা অ্যানোডাইজড টাইটানিয়াম সারফেসগুলিতে ফসফরাস জমার জন্য কম অনুঘটক সাইট থাকে এবং আচারযুক্ত বা আঁকা পৃষ্ঠের তুলনায় 30-50% কম হাইড্রোজেন শোষণের হার থাকে।

পর্যায়ক্রমিক অ্যাসিড পরিষ্কার: প্রতি 1-2 সপ্তাহে 30 মিনিটের জন্য 50 ডিগ্রিতে 20% নাইট্রিক অ্যাসিডের মধ্যে নিমজ্জিত করা ফসফরাস জমা দূর করে, টাইটানিয়াম প্যাসিভ ফিল্ম পুনরায় পূরণ করে এবং অনুঘটক ফসফরাস স্তরগুলি সরিয়ে দেয়।

ক্যাথোডিক সুরক্ষা: টাইটানিয়াম হিটারকে আরও উন্নত ধাতুর সাথে সংযুক্ত করার মাধ্যমে (যেমন প্ল্যাটিনাম বা সোনা), পৃষ্ঠের সম্ভাব্যতা স্থানান্তরিত হয় এবং হাইপোফসফাইট ভাঙ্গন কম হয়। এটি EN স্নানের ক্ষেত্রে খুব কমই ব্যবহারিক।

EN বাথের জন্য টাইটানিয়াম হিটার অ্যাপ্লিকেশন ম্যাট্রিক্স
EN বাথ কন্ডিশন টাইটানিয়াম গ্রেড প্রস্তাবিত অ্যাকশন অর্থোফসফাইট কনসেন্ট্রেশন হিটার লাইফ প্রত্যাশিত (1.65 মিমি প্রাচীর)
নতুন স্নান, হালকা লোডিং<10 g/LGrade 2 Normal operation >5 বছর
মিড-লাইফ বাথ, মাঝারি লোডিং 10-15 গ্রাম/লি গ্রেড 2 সাপ্তাহিক অ্যাসিড পরিষ্কারের প্রস্তাবিত 2-4 বছর
বয়স্ক স্নান, উচ্চ লোডিং 15-25 g/L গ্রেড 2 স্নান প্রতিস্থাপন করুন বা গ্রেড 7 6-12 মাস ব্যবহার করুন
বয়স্ক স্নান, উচ্চ লোডিং 15-25 g/L গ্রেড 7 গ্রহণযোগ্য, গ্রেড 7 2-3 বছর ক্ষয় প্রতিরোধে উচ্চতর
Bath stressed >25 g/L জীবনের বাইরে যেকোন টাইটানিয়াম অবিলম্বে স্নান পরিবর্তন করুন <3 মাস
High phosporus bath (deposit contains 10 to 12 % P)Variable, normally >20 g/LHastelloy C-276 টাইটানিয়াম প্রস্তাবিত নয় Hastelloy ব্যবহার করুন
বিকল্প গ্রেড 7
EN স্নান. গ্রেড 7 টাইটানিয়াম (Ti-0.15Pd) গ্রেড 2 এর প্রায় 1/3 হারে হাইড্রোজেন শোষণ করে। প্যালাডিয়ামের উপস্থিতি পৃষ্ঠে হাইড্রোজেনের পুনঃসংযোগ বাড়ায়, তাই ধাতুতে পারমাণবিক হাইড্রোজেনের প্রবাহ কমিয়ে দেয়। 15-25 g/L হারে অর্থোফসফাইটযুক্ত স্নানের গ্রেড 7 0.05-0.10 পিপিএম/ঘন্টা হারে শোষণ করে। এর মানে হল যে 1,500-3,000 ঘন্টা (3-6 মাস) গুরুত্বপূর্ণ ঘনত্ব অর্জনের জন্য প্রয়োজন। গ্রেড 7 স্নানের মধ্যে 2-3 বছর স্থায়ী হবে যা 6 মাসের মধ্যে গ্রেড 2 ধ্বংস করবে যদি তারা ফসফরাস জমা অপসারণের জন্য অ্যাসিড দিয়ে সাপ্তাহিক পরিষ্কার করা হয়।

90 ডিগ্রী এবং pH 4.5 এ, টাইটানিয়াম গ্রেড 2 অগ্রহণযোগ্য হাইড্রোজেন ক্ষত ছাড়াই ইলেক্ট্রোলেস নিকেল প্লেটিং স্নানে 15 g/L পর্যন্ত অর্থোফসফাইটের ঘনত্ব সহ্য করতে পারে। যদি 15 g/L এর উপরে ঝাঁকুনি খুব দ্রুত বৃদ্ধি পায়, হিটার কয়েক মাসের মধ্যে ব্যর্থ হবে। ইঞ্জিনিয়ারদের উচিত নিয়মিত অর্থোফসফাইট নিরীক্ষণ করা এবং 20 গ্রাম/লিটার আগে স্নানের টার্নওভারের জন্য পরিকল্পনা করা উচিত। বাথের জন্য ইলেক্ট্রোপলিশড সারফেস ফিনিশ সহ গ্রেড 7 টাইটানিয়াম যাতে বেশি পরিমাণে অর্থোফসফাইটের প্রয়োজন হয়। সাপ্তাহিক অ্যাসিড পরিষ্কারের পদ্ধতি সরবরাহ করুন। অরথোফসফাইটে 25 g/L এর বেশি টাইটানিয়াম বেমানান এবং Hastelloy C-276 বা কোয়ার্টজ হিটার বাঞ্ছনীয়। EN পরিষেবার জন্য টাইটানিয়াম হিটার কেনার সময় পৃষ্ঠের ফিনিশের ডকুমেন্টেশনের জন্য জিজ্ঞাসা করুন এবং গুরুত্বপূর্ণ স্নানের জন্য একটি হাইড্রোজেন মনিটর (পাতলা তারের হাইড্রোজেন প্রোব) যোগ করার কথা বিবেচনা করুন।