Bộ gia nhiệt ngâm titan được ứng dụng rộng rãi trong các bể tổng hợp hóa học mịn, bình phản ứng ion hỗn hợp và vòng giải pháp quy trình tái chế. Titanium phụ thuộc vào màng thụ động TiO₂ bền chắc của nó để có khả năng chống ăn mòn nói chung vượt trội. Tuy nhiên, các ion kim loại nặng hòa tan dạng vết như đồng, bạc và chì có thể bị khử catốt và tạo thành lớp trên bề mặt oxit titan. Những đốm kim loại mạ này tạo thành vô số tế bào vi điện, trong đó cặn kim loại đóng vai trò là cực âm hiệu dụng và chất nền titan xung quanh đóng vai trò là vùng anốt. Ngay cả nồng độ kim loại nặng thấp mà khó phát hiện được bằng phân tích dung dịch thông thường cũng có thể gây ra hiện tượng ăn mòn cục bộ mà không thể lặp lại bằng thử nghiệm môi trường tinh khiết tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm.
Trong điều kiện hoạt động ở nhiệt độ cao, các cation kim loại nặng quý thu được electron từ bề mặt màng titan thụ động và kết tủa dưới dạng các đốm kim loại nhỏ rải rác trên vỏ bọc. Mỗi đốm kim loại tạo thành một cặp điện với ma trận titan liền kề. Phản ứng khử tiêu thụ electron ở các lớp lắng đọng, đẩy nhanh quá trình hòa tan chất nền titan gần đó. Màng thụ động không thể được xây dựng lại đầy đủ dưới lực truyền động điện cục bộ mạnh. Sự ăn mòn tiến triển theo hướng tỏa ra ngoài bên dưới mỗi đốm, tạo ra các vết ăn mòn hình vết rời rạc phân bố trên bề mặt bộ gia nhiệt.
Trong thời gian đầu vận hành, vỏ titan vẫn giữ được phần lớn độ bóng kim loại, chỉ có những đốm đen nhỏ rải rác có thể quan sát được khi quan sát cẩn thận. Trong hầu hết các cuộc kiểm tra địa điểm thường lệ, những đốm nhỏ này bị bỏ qua hoặc được coi là ô nhiễm quy trình thông thường. Với hoạt động liên tục, các điểm riêng lẻ sẽ mở rộng và sâu hơn. Một số hố liên kết với nhau, tạo ra các vùng bị ăn mòn lớn hơn, cuối cùng xuyên qua thành vỏ bọc và gây rò rỉ thiết bị và khiến hệ thống ngừng hoạt động.
Các biện pháp đối phó hợp lệ giúp ngăn chặn sự ăn mòn điện điểm qua trung gian kim loại nặng. Tinh chế dung dịch thức ăn để hạn chế hàm lượng ion kim loại nặng quý. Áp dụng biện pháp xử lý thụ động lớp dày định hình trước cho vỏ bọc titan trước khi đưa vào sử dụng. Sử dụng bộ lọc trao đổi ion để liên tục loại bỏ tạp chất kim loại nặng khỏi chất lỏng tuần hoàn. Tiến hành kiểm tra bề mặt có độ phóng đại cao để phát hiện các đốm vi mô nằm rải rác trong các chu kỳ đại tu.
|
Loại máy sưởi |
Dấu vết nguy cơ ăn mòn điểm mạ kim loại nặng |
Cơ chế suy thoái lõi |
Tính năng chẩn đoán giai đoạn đầu |
Biện pháp kỹ thuật giảm thiểu chính |
|---|---|---|---|---|
|
Titan |
Cao |
Các ion kim loại nặng quý bị khử và tạo thành các hạt vi mô; các cặp vi điện thúc đẩy sự hòa tan anốt cục bộ của chất nền titan |
Các đốm kim loại nhỏ màu sẫm rải rác trên bề mặt vỏ bọc |
Giải pháp thanh lọc; thụ động hạng nặng trước dịch vụ; lọc trao đổi ion liên tục; kiểm tra bề mặt bằng kính hiển vi |
|
Thép không gỉ 316L |
Trung bình-Cao |
Sự lắng đọng kim loại nặng cũng tạo ra các vết điện, tuy nhiên tốc độ ăn mòn tổng thể vẫn tương đối vừa phải |
Các đốm đen rải rác kèm theo sự đổi màu xung quanh |
Kiểm soát mức tạp chất kim loại nặng và tối ưu hóa quá trình lọc dung dịch |
|
Thạch anh hợp nhất |
không đáng kể |
Không có phản ứng khử điện hóa; kim loại nặng chỉ tạo thành cặn trầm tích bề mặt có thể tháo rời |
Các vết cặn kim loại rải rác mỏng trên mặt ngoài ống |
Làm sạch bằng hóa chất thường xuyên để loại bỏ cặn bám trên bề mặt |
|
Áo khoác PFA |
không đáng kể |
Bề mặt polymer ngăn cản quá trình mạ khử ion kim loại; không có sự suy giảm điểm điện |
Các hạt gây ô nhiễm bề mặt có thể tháo rời thưa thớt |
Quy trình rửa và làm sạch bên ngoài định kỳ |
Phần kết luận:Khả năng chống ăn mòn nói chung tuyệt vời của titan không thể tránh khỏi sự ăn mòn điện điểm gây ra bởi các tạp chất kim loại nặng quý. Sự lắng đọng vi hạt thể hiện một nguyên nhân gây hư hỏng tiềm ẩn không phụ thuộc vào sự ăn mòn của dung dịch số lượng lớn. Loại bỏ tạp chất và tăng cường thụ động trước khi bảo dưỡng là các phương pháp bảo vệ quan trọng.
