Titano kaitinimo strypas, naudojamas 30 % natrio tiocianato tirpalui pašildyti iki 80 laipsnių, kaip tiocianato anijonas konkurencingai slopina chloro -sukeltas duobes?

Nustatyta, kad tiocianato anijonai (SCN-) stipriai adsorbuojasi ant titano paviršiaus 30 % natrio tiocianate (NaSCN) 80 laipsnių kampu ir sudaro apsauginį barjerą. Cl- jonai konkuruoja su SCN- dėl adsorbcijos vietų paviršiuje. SCN- turi didesnį adsorbcijos afinitetą nei Cl-, todėl išstumia chloridą nuo paviršiaus ir apsaugo nuo chlorido -sukeltų duobių susidarymo. Slopinimo efektyvumą padidina SCN- . koncentracija, kai SCN- / Cl- molinis santykis yra didesnis nei 2. Apsauginė danga yra titano-tiocianato kompleksas, kuris neleidžia chloridui patekti į metalo paviršių.

Konkurencinės adsorbcijos ir įdubimų slopinimo mechanizmas

Tiocianatas yra minkšta bazė, kuri kovalentiškai ir stipriai jungiasi su paviršiniais titano atomais. Chloridas yra kietas pagrindas ir sudaro silpnesnes elektrostatines jungtis. Mišriuose tirpaluose SCN⁻ pirmiausia adsorbuoja ir blokuoja paviršiaus vietas, kurios būtų prieinamos chloridui. Nusėdęs SCN sluoksnis taip pat keičia paviršiaus krūvį ir atstumia chlorido jonus. Slopinimas paklūsta Langmuiro izotermai θ  K[SCN  ] 1  K[SCN  ] (1), kur θ yra paviršiaus padengimas, o K yra adsorbcijos pusiausvyros konstanta.

Kiekybinis duobių slopinimas kaip SCN- / Cl- santykio funkcija

2 laipsnio titanui buvo nustatytas toliau nurodytas tyrimas 1000 ppm Cl- tirpaluose 80 laipsnių temperatūroje ir įvairiose SCN- koncentracijose 500 valandų. SCN - /Cl - molinis santykis 0 (0 ppm SCN - ) Įdubimo tankis 50-150 duobių/cm 2 Didžiausias duobės gylis 200-500 mikronų Duobės tankis, kai santykis yra 0,5 ppm (50) SCN yra {3ppm (50) 10-30 duobių/cm2, o duobės gylis – 50–100 µm. Įdubimų tankis yra 2–10 duobių/cm 2, o duobės gylis – 10–30 µm, kai santykis yra 1,0 (1 000 ppm SCN -) 2,0 (2 000 ppm SCN-), duobės tankis yra 0 duobės/cm2, o duobės gylis – 0 µm (apsauga nuo duobės). Esant santykiui 5,0 (5000 ppm SCN -), duobių tankis yra 0, o duobės gylis yra 0.

Kritinis santykis kaip temperatūros ir chlorido koncentracijos funkcija

Kylant temperatūrai, didėja minimalus SCN{0}}/Cl- santykis, užtikrinantis visišką apsaugą. 40 laipsnių temperatūroje santykis yra 0,8. 60 laipsnių temperatūroje santykis yra 1,2. Santykis yra 2,0 esant 80 laipsnių. Santykis 100 laipsnių kampu yra 3,0. Reikalingas santykis taip pat didėja didėjant chlorido koncentracijai. Esant 500 ppm Cl- santykis yra 1,5, prie 1000 ppm Cl- santykis yra 2,0 ir esant 5000 ppm Cl- santykis yra 3,0.

Tiocianatas: chloro duobių prevencijos paslaptis

Toliau pateiktoje lentelėje pateikiamos SCN⁻ koncentracijos gairės, siekiant išvengti chloro{0}}sukeltų įdubimų 2 laipsnio titano šildytuvuose, veikiančiuose 80 laipsnių temperatūroje.

Chlorido koncentracija, ppm Mažiausias SCN− visiškai apsaugai, ppmSCN⁻ (ppm) rekomenduojamas SCN-/Cl- molinis santykis 100 200 300 2.0 250 500 750 2.0 500 1,000 1,500 2.0 1,000 2,000 3,000 2.0 2,000 4,000 6,000 2.0 5,000 10,000 15,000 2.0 Inžinerija, kuri nekontroliuoja tiocianato koncentracijos

Titano klasė lemia būtiną SCN⁻ koncentraciją. 7 laipsnio (stabilizuotas paladžiu) poreikis yra mažesnis (1,0-1,5 SCN-/Cl- santykis esant 80 C) dėl kilnesnio paviršiaus. Sienelės storis suteikia galimybę prasiskverbti į duobę, jei slopinimas nėra baigtas. SCN- stabilumas priklauso nuo pH. Esant pH < 4, SCN hidrolizuojasi į HCN ir prarandama. SCN⁻ yra stabilus esant pH > 10. Oksiduojančios medžiagos (pvz., Fe³⁺) gali oksiduoti SCN⁻ iki sulfato, taip sumažindamos slopinimą.

Informuota specifikacija

Titano kaitinimo lazdele 30 % natrio tiocianate esant 80 laipsnių temperatūrai su chloridu, molinis santykis SCN-/Cl- turi būti didesnis nei 2,0, kad būtų išvengta duobių susidarymo. Jei chlorido kiekis neaiškus, kaip bendrą inhibitorių naudokite 5 000 ppm (0,5 %) SCN-. Savaitinis titravimas SCN- koncentracijai patikrinti. Jei santykis nukrenta žemiau 2,0, įpilkite natrio tiocianato. Esamuose šildytuvuose su įdubimais trumpam padidinkite SCN⁻ koncentraciją iki 10 000 ppm, kad paviršius vėl pasyvuotų. Inžinierius naudoja tiocianatą kaip konkurencingą adsorbatą, kad apsaugotų titano šildytuvus nuo chlorido įdubimų.