কেন একটি টাইটানিয়াম হিটার 80 ডিগ্রীতে চমৎকার কর্মক্ষমতা থাকা সত্ত্বেও 120 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রায় ফসফরিক অ্যাসিড গরম করার জন্য অনুপযুক্ত?

ফসফরিক অ্যাসিড পরিষেবা যেমন সার উত্পাদন, ধাতু চিকিত্সা বা খাদ্য প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটার নির্দিষ্ট করার প্রক্রিয়া প্রকৌশলীর জন্য, গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের কর্মক্ষমতা 80 ডিগ্রি এবং 120 ডিগ্রির মধ্যে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। টাইটানিয়াম ফসফরিক অ্যাসিডে 80 ডিগ্রি পর্যন্ত 30-40% ঘনত্ব এবং 0.05 মিমি/বছরের কম ক্ষয় হারে অসামান্য জারা প্রতিরোধের প্রদর্শন করে। কিন্তু পাতলা ফসফরিক অ্যাসিড (10-20%) এমনকি 120 ডিগ্রিতেও ক্ষয়ের হার 0.5-2.0 মিমি/বছরে উঠে যায় - একটি 10- থেকে 40-গুণ বৃদ্ধি। এই দ্রুত ত্বরণকে দায়ী করা হয়েছে যে প্রতিরক্ষামূলক TiO2 প্যাসিভ আবরণ উচ্চ তাপমাত্রায় ফসফরিক অ্যাসিডে দ্রবণীয় হয়ে ওঠে, বিশেষ করে ফ্লোরাইডের অমেধ্যের উপস্থিতিতে বা হ্রাসকারী পরিস্থিতিতে। এই তাপমাত্রার সীমা সম্পর্কে জ্ঞান ইঞ্জিনিয়ারকে উচ্চ তাপমাত্রায় ফসফরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য বিকল্প উপকরণ (ট্যান্টালাম, জিরকোনিয়াম, বা উচ্চ-সিলিকন আয়রন) বেছে নিতে দেয়।

গরম ফসফরিক অ্যাসিডে টাইটানিয়াম জারা প্রক্রিয়া
ফসফরিক অ্যাসিড ( H3PO4 ) হল একটি হালকা, নন-অক্সিডাইজিং অ্যাসিড। সালফিউরিক বা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের বিপরীতে, এটি টাইটানিয়াম প্যাসিভ ফিল্মকে টিকিয়ে রাখার জন্য একটি উল্লেখযোগ্য ক্যাথোডিক প্রতিক্রিয়া তৈরি করে না। 80 ডিগ্রির নিচে তাপমাত্রায়, ফসফরিক অ্যাসিডে TiO 2 এর দ্রবণীয়তা কম থাকে এবং তাই প্যাসিভ ফিল্ম স্থিতিশীল থাকে। 100 ডিগ্রির উপরে দ্রবণীয়তা দ্রুত বৃদ্ধি পায়। TiO₂ + 4H⁺ + 4H₃PO₄ → Ti(HPO₄)₂·2H₂O + 2H₂O ক্রমবর্ধমান হারে এগিয়ে চলেছে। টাইটানিয়াম ফসফেট ক্ষয়কারী পণ্যটি অ{15}}প্রতিরক্ষামূলক, এবং সাধারণত একটি স্লাজ হিসাবে প্রস্রাব করে, তাজা ধাতুকে ক্রমাগত আক্রমণে উন্মুক্ত করে। অতিরিক্তভাবে, বাণিজ্যিক ফসফরিক অ্যাসিডে ফ্লোরাইড অমেধ্য (ফসফেট শিলা থেকে) বা সালফেট অমেধ্য (ভেজা-প্রক্রিয়া উত্পাদন থেকে) থাকে যা টাইটানিয়াম আয়নগুলিকে জটিল করে এবং পুনঃপাসিভেশন ব্লক করে টাইটানিয়ামের ক্ষয় হারকে আরও বাড়িয়ে দেয়।

ফসফরিক অ্যাসিডে টাইটানিয়ামের তাপমাত্রা নির্ভরশীল জারা হার - পরিমাণ নির্ধারণ
ফসফরিক অ্যাসিড ঘনত্ব তাপমাত্রা (ডিগ্রী) গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের জারা হার (মিমি/বছর) উপযুক্ততা প্রস্তাবিত বিকল্প
10% 80 0.02–0.05 চমৎকার কিছুর প্রয়োজন নেই৷
10% 100 0.10-0.20 প্রান্তিক মনিটর কাছাকাছি 10% 120 0.50-1.00 খারাপ ট্যান্টালাম বা জিরকোনিয়াম
30% 80 0.03-0.08 চমৎকার প্রয়োজন নেই
30% 100 0.15 - 0.30 প্রান্তিক গ্রেড 7 আপগ্রেড 30% 120 0.80 - 2.00 অনুপযুক্ত ট্যানটালাম 50% 80 0.05 - 0.15 গ্রহণযোগ্য গ্রেড 7 সুপারিশকৃত 50% 100 0.30 - 0.80 খারাপ ট্যান্টালাম বা জিরকোনিয়া
50% 120 2.00–5.00 অনুপযুক্ত ট্যানটালাম 85% (ঘনিষ্ঠ) 80 0.10–0.30 প্রান্তিক গ্রেড 7 প্রয়োজন 85% 100 1.00–3.00 অনুপযুক্ত ট্যানটালাম বা গ্রাফাইট
একটি দৃশ্যকল্প-ফসফরিক অ্যাসিড হিটার নির্বাচনের জন্য ভিত্তিক নির্দেশিকা
টাইটানিয়াম উপযুক্ততার প্রয়োগ এবং শর্তাবলী প্রস্তাবিত উপাদান গ্রেড 2 সহ প্রত্যাশিত জীবন (যদি ব্যবহার করা হয়)
ফসফরিক অ্যাসিডের সঞ্চয়স্থান (পরিবেশ, 25 ডিগ্রি) চমৎকার গ্রেড 2 টাইটানিয়াম 20+ বছর
ফসফরিক অ্যাসিড, পাতলা 10% (70 ডিগ্রি) গ্রেড 2 টাইটানিয়াম চমৎকার 15-20 বছর
পাতলা ফসফরিক অ্যাসিড (10%, 100 ডিগ্রি) প্রান্তিক গ্রেড 7 টাইটানিয়াম বা প্রাচীর পুরুত্ব 1.5 মিমি 3-5 বছর বার্ষিক পরিদর্শন সহ গ্রেড 2
পাতলা ফসফরিক অ্যাসিড (10%, 120 ডিগ্রি) অনুপযুক্ত ট্যানটালাম বা জিরকোনিয়াম < 1 বছর (গ্রেড 2)
ভেজা প্রক্রিয়া ফসফরিক অ্যাসিড (30%, 80 ডিগ্রি, ফ্লোরাইড) দুর্বল জিরকোনিয়াম বা গ্রাফাইট < 2 বছর (গ্রেড 2)
ফসফরিক অ্যাসিড (85%, 80 ডিগ্রি) ঘনীভূত প্রান্তিক গ্রেড 7 টাইটানিয়াম বা ট্যান্টালাম 2-4 বছর (গ্রেড 2)
অক্সিডাইজিং অমেধ্য সহ ফসফরিক অ্যাসিড (Fe3+, HNO3) ঠিক আছে থেকে 100 ডিগ্রি গ্রেড 2 টাইটানিয়াম অক্সিডাইজারগুলি প্যাসিভ ফিল্মকে স্থিতিশীল করে, পরিসর বাড়ায়
ফসফরিক অ্যাসিড যা অমেধ্য কমায় (H2, সালফাইড) 60 ডিগ্রির বেশি জিরকোনিয়াম বা ট্যানটালামের উপরে উপযুক্ত নয় নিম্ন পরিস্থিতিতে আক্রমণের গতি বাড়ে
মাঝারি তাপমাত্রার ফসফরিক অ্যাসিডের জন্য ইঞ্জিনিয়ারিং প্রশমন (90-110 ডিগ্রি)
প্রান্তিক অঞ্চলে অপারেটিং তাপমাত্রার জন্য (90-110 ডিগ্রী) এবং যখন ট্যানটালাম দ্বারা হিটার প্রতিস্থাপন করা বাস্তবসম্মত নয়, তখন অনেকগুলি প্রশমন রয়েছে যা গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের আয়ু বাড়াতে পারে। এটি প্রতিরোধ করার সর্বোত্তম উপায় হল ফসফরিক অ্যাসিড (100-200 পিপিএম Fe3+ বা 50 পিপিএম হাইড্রোজেন পারক্সাইড) এর সাথে একটি অক্সিডেন্ট যোগ করা। অক্সিডাইজারগুলি নিষ্ক্রিয় অঞ্চলে ক্ষয়ের সম্ভাবনাকে চালিত করে এবং 100 ডিগ্রিতে 5 থেকে 10 এর ফ্যাক্টর দ্বারা ক্ষয়ের হারকে মারাত্মকভাবে কমিয়ে-। একটি দ্বিতীয় প্রশমন হল গ্রেড 7 টাইটানিয়ামে একটি আপগ্রেড (Ti-0.15% Pd)। প্যালাডিয়ামের অন্তর্ভুক্তি ক্ষয় সম্ভাবনাকে আরও উন্নতমানের দিকে নিয়ে যায় এবং গ্রেড 7 120 ডিগ্রিতে 30% ফসফরিক অ্যাসিডের সাথে 0.1 মিমি/বছরের কম ক্ষয় হারে ব্যবহার করা যেতে পারে। তৃতীয় একটি প্রশমন হ'ল ফসফরিক অ্যাসিডের উপাদান কমানো। অপারেটিং অ্যাসিডের ঘনত্ব 30% থেকে 20% এ হ্রাসের সাথে 100 ডিগ্রিতে ক্ষয় হার 50-70% হ্রাস পায়।

উপসংহার 120 ডিগ্রী এবং তার উপরে ফসফরিক অ্যাসিডের জন্য টাইটানিয়াম উপযুক্ত নয়
গ্রেড 2 টাইটানিয়াম 120 ডিগ্রির উপরে ফসফরিক অ্যাসিড গরম করার জন্য উপযুক্ত নয়, এমনকি কম ঘনত্বেও (10-20%)। টাইটানিয়াম 80 ডিগ্রিতে 50% পর্যন্ত ফসফরিক অ্যাসিড ঘনত্বে প্রতি বছর 0.08 মিমি এর নিচে হারে ক্ষয় হবে। গরম ফসফরিক অ্যাসিডে TiO2 এর দ্রবণীয়তা তাপমাত্রার সাথে দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায়। উদাহরণস্বরূপ, 120 ডিগ্রীতে অভিন্ন উপাদান 0.5 থেকে 2.0 মিমি/বছরে ক্ষয় হয়, 10 থেকে 40 গুণ বৃদ্ধি পায়। 100 ডিগ্রির উপরে ফসফরিক অ্যাসিড গরম করার জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, গ্রেড 7 টাইটানিয়াম (প্যালাডিয়াম-অ্যালোয়েড) দরকারী পরিসীমা 110-120 ডিগ্রি পর্যন্ত প্রসারিত করে। ট্যানটালাম বা জিরকোনিয়াম হিটার 120 ডিগ্রির উপরে প্রয়োজন। 80 ডিগ্রির বেশি ফসফরিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য, সরবরাহকারীকে নির্দিষ্ট অ্যাসিডের ঘনত্ব, সর্বোচ্চ তাপমাত্রা এবং ফ্লোরাইড বা অক্সিডাইজিং দূষণকারীর উপস্থিতি সরবরাহ করতে হবে যাতে সঠিক উপাদান পছন্দ করা যায় এবং প্রাথমিক ব্যর্থতা এড়ানো যায়।