Anviwònman ekstrèm
Melanje nitrique-asid fliyorik marinated nan 90 degre reprezante youn nan anviwònman ki pi agresif nan pwosesis chimik endistriyèl. Solisyon an -tipikman 10-20% HNO₃ ak 2-5% HF-konbine gwo pouvwa oksidasyon asid nitrique ak kapasite inik ion fliyò a pou konplèks ak fonn fim oksid pwoteksyon sou metal yo.
Tantal-2.5% alyaj tungstène (Ta-2.5W) se materyèl metalik ki pi reziste korozyon ki disponib nan komès pou sèvis sa a. Tantal pi deja montre rezistans eksepsyonèl; adisyon a tengstèn ranfòse alyaj la ak plis amelyore rezistans nan atak fliyò nan efè solid-solisyon sou fim nan pasif.
PTFE se iminitè a tou de asid endividyèlman ak nan konbinezon yo. Pa gen okenn fim pasif pou atake. Pa gen atòm metal pou fliyò konplèks. Konparezon ant metal ki pi rezistan ak polymère inaktif nan anviwònman ekstrèm sa a eklere limit fondamantal pwoteksyon korozyon metalik.
Fim pasif Tantal la anba atak fliyò
Tantal reziste HNO₃-HF melanje atravè yon fim pasif Ta₂O₅ ki se youn nan oksid ki pi rezistan chimikman yo konnen. Fim nan se ki estab nan asid nitrique atravè tout konsantrasyon an ak ranje tanperati. Nan prezans iyon fliyò, fim nan sibi yon reyaksyon disolisyon dousman:
Ta₂O₅ + 14HF → 2TaF₇²⁻ + 5H₂O + 4H⁺
Konplèks fliyò -tantal la idrosolubl. Fim nan fonn. Metal Tantal ki kache a reyaji ak asid nitrique a, ki re-oksidize sifas la epi refòme fim pasif la. Rezilta nèt la se yon pèt kontinyèl, dousman nan Tantal-yon pousantaj korozyon ki depann de konsantrasyon HF, tanperati a ak rapò HNO₃/HF.
Adisyon tengstèn nan Ta-2.5W modifye konpòtman sa a. Atòm tengstèn ki enkòpore nan fim nan pasif chanje estrikti elektwonik li yo, fè li pi rezistan nan atak fliyò. Pousantaj korozyon Ta-2.5W nan HNO₃-HF melanje se apeprè 30-50% pi ba pase Tantal pi nan menm kondisyon yo. Sa a se yon amelyorasyon siyifikatif-men li se yon rediksyon nan pousantaj la, pa yon eliminasyon nan mekanis la.
| Paramèt korozyon | Tantal (pi) | Tantal-2.5W | PTFE |
|---|---|---|---|
| Mekanis pwoteksyon korozyon | Ta₂O₅ fim pasif | W-modifye Ta₂O₅ fim pasif | Estabilite kosyon C-F nannan |
| Pousantaj korozyon nan 15% HNO₃ + 3% HF nan 90 degre (mm/ane) | 0.02-0.08 | 0.01-0.05 | 0 |
| Pousantaj korozyon si HF ogmante a 5% (mm / ane) | 0.05-0.15 | 0.03-0.10 | 0 |
| Sansiblite nan rapò HNO₃/HF | Segondè (estabilite fim depann sou balans oksidan / fliyò) | Modere | Okenn |
| Sansiblite nan tanperati | Segondè (pousantaj apeprè double pou chak 15 degre) | Segondè | Okenn (anba 260 degre) |
| Kowozyon zòn soude | Atak preferansyèl posib | Redwi men pa elimine | N/A (pa gen soude) |
| Pri materyèl (relatif) | 40-60× | 50-80× | 1× |
Faktè akselerasyon tanperati a
Pousantaj kowozyon Tantal nan solisyon ki gen fliyò-depandan anpil tanperati-. Pousantaj la apeprè double pou chak ogmantasyon 15 degre. Nan 60 degre, yon echanjeur chalè Ta-2.5W ka sèvi pou 5-8 ane. Nan 90 degre, lavi sèvis la ka diminye a 2-3 ane. Nan 110 degre, ranplasman ka nesesè nan 12-18 mwa.
Pousantaj korozyon PTFE a se zewo nan tout twa tanperati. Se lavi sèvis echanjeur chalè a detèmine pa ranpe mekanik soti nan presyon vapè, pa pa atak chimik. Nan 90 degre, ak kontwòl presyon vapè apwopriye, PTFE bay 15+ ane sèvis lavi-5-7 fwa pi long pase Ta-2.5W.
Vulnerabilite nan ekskisyon
Rapò HNO₃/HF nan basen marinated varye pandan operasyon an. Piece a trennen-nan dlo rense a dilye beny lan. Yo ka fè adisyon asid pou retabli konsantrasyon ak rapò spesifikasyon yon ti kras -. Pèt evaporasyon chanje konpozisyon an. Varyasyon sa yo chanje balans oksidan / fliyò ke Tantal depann sou yo kenbe fim pasif li yo.
Yon peryòd ki ba HNO₃/HF rapò -nan yon erè adisyon asid, pou egzanp-ka retire fim nan pasif soti nan Tantal pi vit pase asid nitrique ki disponib la ka refòme li. Kowozyon aktif ki kapab lakòz la ap kontinye jiskaske rapò asid la korije. Domaj nan yon sèl levasyon ka egal mwa nan korozyon sèvis nòmal.
PTFE pa gen okenn sansiblite nan rapò asid. Yon levasyon rapò nan nenpòt grandè kite materyèl la san okenn chanjman. Sivivabilite ekskursyon sa a gen anpil valè tankou pousantaj korozyon nan eta a fiks nan detèmine lavi sèvis pratik la.
Rezime
Echanjeur chalè PTFE yo iminize san kondisyon kont HNO₃-HF marinated melanje nan 90 degre, pandan y ap Tantal-2.5% alyaj tengstèn-metal komèsyal ki pi rezistan pou sèvis sa a-korozyon nan 0.01-0.05 mm / ane nan fim fliyò pasif. Pousantaj korozyon an akselere ak tanperati a epi li sansib a rapò HNO₃/HF. PTFE bay yon lavi sèvis 5-7 × pi long, elimine sansiblite nan randone pwosesis, ak koute yon fraksyon nan alyaj la refractory. Nan sèvis melanje HNO₃-HF nan limit tanperati PTFE a, PTFE se chwa siperyè.
Sipò jeni pou spesifikasyon echanjeur chalè PTFE nan marinated asid melanje ki disponib sou soumèt konsantrasyon asid, ranje tanperati nòmal ak levasyon, ak done aktyèl lavi sèvis ekipman yo.
