কেন একটি টাইটানিয়াম হিটার ঘনীভূত ফরমিক অ্যাসিডে অভিন্ন পাতলা করে কিন্তু পাতলা (5%) ফর্মিক অ্যাসিডে স্থানীয়করণ দ্বারা ব্যর্থ হয়?

উদাহরণস্বরূপ, ফরমিক অ্যাসিড পরিষেবাতে টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারের ব্যর্থতার কারণ অ্যাসিড ঘনত্বের সাথে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, যা একজন প্রসেস ইঞ্জিনিয়ারের জন্য গুরুত্বপূর্ণ. 2. গ্রেড 2 টাইটানিয়াম একটি হিটার নির্বাচন করার সময় ঘনীভূত ফরমিক অ্যাসিড (85-99%) পাতলা করে সমানভাবে ক্ষয় করে, একটি পূর্বাভাসযোগ্য, প্রাচীরের উপর ভিত্তি করে পুরু হারের মাপকাঠির জন্য অনুমতি দেয়। জারা ভাতা 5-10% ফর্মিক অ্যাসিডে, এই একই টাইটানিয়াম গ্রেড স্থানীয় পিটিং, একটি অপ্রত্যাশিত, দ্রুত আক্রমণ যা কয়েক মাসের মধ্যে প্রাচীরের মধ্য দিয়ে ঘুষি দিতে পারে যেখানে সাধারণ ক্ষয় হার জীবনের বছরগুলি নির্দেশ করে। পর্যবেক্ষিত অসঙ্গতি প্যাসিভ ফিল্ম স্থায়িত্ব, হাইড্রোজেন বিবর্তন এবং দ্রবণীয় টাইটানিয়াম ফর্মেট জটিল গঠনের উপর অ্যাসিড ঘনত্বের বিরোধী প্রভাবের জন্য দায়ী করা হয়। এই ঘনত্ব নির্ভর ব্যর্থতা প্রক্রিয়ার জ্ঞান প্রকৌশলীকে প্রতিটি ঘনত্ব পরিসরের জন্য উপযুক্ত প্রাচীর বেধ এবং পরিদর্শন কৌশল বেছে নিতে দেয়।

ঘনত্বের উপর বৈদ্যুতিক রাসায়নিক ব্যর্থতার প্রক্রিয়ার নির্ভরতা
Low water concentration in concentrated formic acid (>70%) আয়নিক পরিবাহিতা হ্রাস করে এবং তাই ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল জারা হারকে ধীর করে দেয়। প্রধান জারা প্রক্রিয়া হল টিও 2 প্যাসিভ আবরণের রাসায়নিক ভাঙ্গন ফরমিক অ্যাসিড এবং পরবর্তীতে অভিন্ন পাতলা হয়ে যাওয়া। জারা পণ্য, টাইটানিয়াম ফর্মেট, দ্রবণীয়, তবুও এটি একটি নিয়মিত, অনুমানযোগ্য গতিতে উত্পাদন করে। প্যাসিভ ফিল্মটি স্থানীয়ভাবে ধ্বংস হয় না এবং পুরো পৃষ্ঠের উপর অবিচ্ছিন্ন থাকে।

In dilute formic acid (5-10%) there is enough water to facilitate electrochemical corrosion. The cathodic reaction is hydrogen evolution (2H+ + 2e- ->H2)। পারমাণবিক হাইড্রোজেন টাইটানিয়াম জালিতে শোষিত হয় যা শস্যের সীমানা এবং অন্তর্ভুক্তিতে ভঙ্গুর টাইটানিয়াম হাইড্রাইড (TiHx) তৈরি করে। হাইড্রাইড জেনারেশনের কারণে প্যাসিভ ফিল্মের স্থানীয় ক্র্যাকিংয়ের মাধ্যমে আয়তন প্রসারিত হয়। ভাঙা জায়গায় উন্মুক্ত টাইটানিয়াম দ্রুত ফর্মিক অ্যাসিডে দ্রবীভূত হয়। এটি বিচ্ছিন্ন স্থানে একটি সীমিত আক্রমণ এবং অভিন্ন পাতলা করা নয়, এটি গভীর-গভীর৷ গর্তের বংশবিস্তার হার ওজন হ্রাস দ্বারা মূল্যায়ন করা অভিন্ন ক্ষয় হারের চেয়ে 10 থেকে 50 গুণ বেশি।

ক্ষয়ের হার এবং ব্যর্থতার মোডের ফর্মিক অ্যাসিড ঘনত্ব পরিমাপ
ফর্মিক অ্যাসিড (ওজন অনুসারে) তাপমাত্রা (সি) প্রভাবশালী ব্যর্থতার মোড ক্ষয়ের হার (মিমি/বছর) ছিদ্র করার সময় (প্রাচীর 1.5 মিমি) পূর্বাভাস 99% (হিমবাহ) 50% অভিন্ন পাতলা হওয়া 0.03-0.08 19-50 বছর উচ্চ (প্রত্যাশিত)
99% 100 এমনকি পাতলা করা 0.15-0.30 5-10 বছর উচ্চ 85% 80 পাতলা, অভিন্ন 0.10–0.20 7.5–15 বছর 50% উচ্চ 80মিশ্র (ইউনিফর্ম + কিছু পিটিং) 0.20-0.40 3.8-7.5 বছর মাঝারি
20% 80 প্রভাবশালী পিটিং 0.30-0.60 (গড়) 2.5-5 বছর (গড়) কম (আগের খোলা পিট)
10% 80 গুরুতর পিটিং 0.40 থেকে 0.80 (গড়) 1.9 থেকে 3.8 বছর (গড়) খুব কম (<1 বছরের মধ্যে গর্ত)
5% 80 গুরুতর পিটিং 0.50-1.00 (গড়) 1.5-3 বছর (গড়) খুব কম (6-12 মাসে গর্ত)
1% 80 হাইড্রোজেন ব্লিটমেন্ট + পিটিং 0.20 - 0.503–7.5 বছর অপ্রত্যাশিত
এটি দেখানো হয়েছে যে জটিল রূপান্তর ঘনত্ব প্রায় 15-25% ফর্মিক অ্যাসিড। 25% এর উপরে মানগুলির জন্য অভিন্ন পাতলা হওয়ার প্রাধান্য এবং ক্ষয় হার তাপমাত্রার সাথে একটি অনুমানযোগ্য আরহেনিয়াস সম্পর্ক মেনে চলে। 15% এর নীচে পিটিং প্রাধান্য পায় এবং গড় ক্ষয় হার প্রকৃত পরিষেবা জীবনের একটি দুর্বল ভবিষ্যদ্বাণী, কারণ একটি গর্ত প্রাচীরকে ছিদ্র করে দিতে পারে যখন পার্শ্ববর্তী ধাতু বেশিরভাগই অবিচ্ছিন্ন থাকে।

ফর্মিক অ্যাসিড ঘনত্ব নির্বাচন করার জন্য একটি দৃশ্য ভিত্তিক গাইড
ফর্মিক অ্যাসিড ঘনত্ব এবং তাপমাত্রা টাইটানিয়াম গ্রেড 2 উপযুক্ততা ডিজাইন কৌশল পরিদর্শন প্রয়োজনীয়তা
85–99%, <80 ডিগ্রি চমৎকার স্ট্যান্ডার্ড প্রাচীর (1.5 মিমি)। অভিন্ন হার জারা ভাতা হিসাব. বার্ষিক বেধ চেক যথেষ্ট.
গ্রহণযোগ্য বর্ধিত প্রাচীর (2.0–2.5 মিমি) 85-99%, 80-100 ডিগ্রি অনুমানযোগ্য অভিন্ন পাতলা। বছরে দুবার বেধ পরীক্ষা
50–70%, <60 ডিগ্রি গ্রহণযোগ্য 2.0 মিমি প্রাচীর সঙ্গে জারা ভাতা। ট্রানজিশন পিটিং দেখুন। বেধ এবং গর্তের ত্রৈমাসিক জরিপ।
20-50%, যেকোন তাপমাত্রা প্রান্তিক গ্রেড 7 (Pd-অ্যালোয়েড) তে আপগ্রেড করুন বা প্রাচীর 3.0 mm-এ বৃদ্ধি করুন নিয়মিত পিট পরিদর্শন (মাসিক)
5-15%, তাপমাত্রা > 40 ডিগ্রি খারাপ গ্রেড 2 ব্যবহার করবেন না গ্রেড 7 জিরকোনিয়াম বা ট্যান্টালম নির্দিষ্ট করুন। N/A গ্রেড 2 দ্রুত হবে।
< 5% ambientPoor Do not use titanum. Use PTFE lined or Hastalloy C-276 heater.Not relevant.
পাতলা ফর্মিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য ইঞ্জিনিয়ারিং সমাধান
যখন পাতলা ফর্মিক অ্যাসিড পরিষেবা (5-15%) এড়ানো যায় না এবং গ্রেড 2 টাইটানিয়াম ব্যবহার করা আবশ্যক তখন পিটিংয়ের ঝুঁকি কমাতে তিনটি প্রশমন রয়েছে। প্রথমটি হল ঘনীভূত ফর্মিক অ্যাসিড বা বাষ্পীভূত জল যোগ করে অ্যাসিডের ঘনত্ব বৃদ্ধি করা যাতে ঘনত্ব 20% অতিক্রম করে এবং ব্যর্থতার প্রক্রিয়াটি অভিন্ন পাতলা হয়ে যায়। একটি দ্বিতীয় প্রশমন হল দ্রবণে একটি অক্সিডাইজিং এজেন্ট (100-200 পিপিএম Fe³⁺ বা Cu²⁺) যোগ করা, যা ক্ষয় সম্ভাবনাকে প্যাসিভ এলাকায় নিয়ে যায় এবং হাইড্রোজেন বিবর্তনকে দমন করে, এইভাবে হাইড্রাইড উত্পাদন এবং পিটিং হ্রাস করে। একটি তৃতীয় প্রশমন হল -0.8 V বনাম SCE-এর ক্যাথোডিক সুরক্ষা সম্ভাবনা প্রয়োগ করা একটি বলিদানকারী জিঙ্ক অ্যানোডের সাথে যা টাইটানিয়াম সম্ভাবনাকে হাইড্রোজেন বিবর্তন অঞ্চলে পৌঁছাতে দেয় না।

উপসংহার: ফর্মিক অ্যাসিড, 5% (পাতলা) ঘনীভূত পিটিং কারণ; ইউনিফর্ম থিনিং
ঘনীভূত ফর্মিক অ্যাসিডে (85-99%) একটি টাইটানিয়াম হিটার অভিন্ন পাতলা হয়ে ব্যর্থ হয়। কম জলের উপাদান ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ক্ষয়কে সীমাবদ্ধ করে এবং তাই অনুমানযোগ্য পরিমাপ করা ধাতু ক্ষতি প্রদান করে। পাতলা ফরমিক অ্যাসিড (5%) এ H বিবর্তন, H পরমাণু শোষণ, হাইড্রাইড উত্পাদন এবং স্থানীয় প্যাসিভ ফিল্ম ব্রেকডাউন দ্রুত, অপ্রত্যাশিত পিটিং ঘটাতে যথেষ্ট জল রয়েছে। জটিল রূপান্তর ঘনত্ব 15-25% এর মধ্যে। 25% এর উপরে সামঞ্জস্যপূর্ণ পাতলা হওয়া প্রাধান্য পায় এবং গ্রেড 2 টাইটানিয়াম পর্যাপ্ত জারা ভাতা সহ পর্যাপ্ত পরিষেবা জীবন দেয়। গ্রেড 2 প্রস্তাবিত নয় যেখানে পিটিং 15% এর নিচে। ফরমিক অ্যাসিড শুল্কের জন্য একটি টাইটানিয়াম হিটার নির্দিষ্ট করার সময়, প্রদানকারীর সঠিকভাবে ব্যর্থতার মোডের পূর্বাভাস দিতে এবং জারা ভাতা (ঘনবদ্ধ অ্যাসিডের জন্য) গণনা করতে বা উপাদান আপগ্রেড করার (পাতলা অ্যাসিডের জন্য) প্রস্তাব করার জন্য সঠিক অ্যাসিড ঘনত্বের প্রয়োজন।