Kai titano apvalkalo šildytuvas naudojamas 1 % hidrobromido rūgščiai užvirti 100 laipsnių kampu, koks yra didžiausias leistinas bromido koncentracijos gradientas (paviršiaus ir tūrio atžvilgiu) prieš prasidedant vietiniam transpasyviam tirpimui?

Verdant 1 % vandenilio bromido rūgštį (HBr) 100 laipsnių temperatūroje titano pasyvumas išsaugomas stabilia oksidine danga. Tačiau bromido jonai (Br-) gali sukelti transpasyvų tirpimą esant didelei paviršiaus koncentracijai. Rizika susijusi su koncentracijos gradientu tarp mėgintuvėlio paviršiaus (kur HBr koncentruojamas išgaruojant) ir tūrinio tirpalo. Vietinis transpasyvus tirpimas pradedamas, kai paviršiaus bromido koncentracija yra 5 kartus didesnė už tūrinę koncentraciją.

Koncentracijos gradientai: kiekybiniai apribojimai

Dideliam kiekiui 1 % HBr (≈ 10 000 ppm Br−):

Paviršiaus / tūrio santykis<3×: Passive. No transpassive dissolving.

Pereinamosios zonos naršymo ir masės santykis 3–5 kartus metastabili ataka retkarčiais.

Surface/bulk ratio >5×: Transpasyvus tirpimas, stabilus. Greita lokalizuota ataka.

Gradiento valdymo nuoroda

Tūrinė HBr koncentracija (%) Maksimalus leistinas paviršiaus ir tūrio santykis Siūlomas veiksmas
0.5 8× Sumažinkite šilumos srautą
1.0 5X Įprastas veikimas
2.0 3× Srauto greičio padidėjimas
2 × 3,0 Nerekomenduojama
Inžinerinis patarimas

Kad bromido koncentracija būtų mažesnė, laikykite vamzdžio paviršiaus temperatūrą žemesnę nei 110 laipsnių (ΔT=10 laipsnis), kai verda 1 % HBr. Srauto greitis padidintas iki 0,5 m/s, siekiant sumažinti koncentracijos gradientą. Inžinierius kontroliuoja bromido koncentracijos gradientą, kad išvengtų transpasyvaus tirpimo.