**Alyuminiyni qirqish uchun 40% kaliy gidroksid + 5% natriy glyukonat eritmasida 95 daraja haroratni ushlab turish uchun ishlatiladigan titanli suvga cho'mdiruvchi isitgich uchun davriy katod himoyasi (har 24 soatda 10 daqiqa qo'llaniladi) umumiy korroziya tezligini 0,15 mm/yildan titan darajasidan 0,02 mm/yilgacha kamaytiradi?**2
2-darajali titaniumli immersion isitgichlar odatda 95 gradusda 40% kaliy gidroksid (KOH) va 5% natriy glyukonat o'z ichiga olgan alyuminiy eritish eritmalarida qo'llaniladi. Yuqori gidroksidi eritma ko'pchilik metallar uchun agressiv korrozivdir, ammo titan yupqa, himoya TiO₂ qatlamining shakllanishi tufayli bunday sharoitlarda barqaror passiv plyonka hosil qiladi. Biroq, alyuminiy ionlari uchun xelatlashtiruvchi vosita sifatida ishlaydigan natriy glyukonat mavjudligida, passiv plyonka titanium ionlarining murakkablashishi tufayli asta-sekin yupqalashishi mumkin. Ushbu eritmadagi 2-darajali titaniumning umumiy korroziya tezligi ochiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi sharoitida yiliga taxminan 0,15 mm ni tashkil qiladi, bu esa 1,0 mm devor trubkasi uchun isitgichning ishlash muddatini 5-6 yilga cheklash uchun etarli. Davriy katodik himoya - har 24 soatda isitgichga 10 daqiqa davomida katod tokini qo'llash - korroziya tezligini yiliga 0,02 mm dan pastga tushirishi va xizmat muddatini 40+ yilga uzaytirishi ko'rsatilgan. Ushbu uslub titan potentsialini anodik eritma bostirilgan katodik himoya hududiga o'tkazish orqali ishlaydi.
**Ishqoriy eritmalarda katodik himoya qilish mexanizmi**
Ishqoriy eritmalarda titan ustidagi passiv plyonka barqaror, lekin eruvchan titanat turlarining shakllanishi tufayli sekin eriydi. 40% KOH + 5% natriy glyukonatdagi 2-darajali titanning korroziya potentsiali 95 daraja haroratda Ag/AgCl ga nisbatan taxminan -0,3 dan -0,1 V gacha. Ushbu potentsialda anodik eritma oqimi taxminan 10-20 mkA/sm² ni tashkil qiladi, bu 0,12-0,18 mm/yil korroziya tezligiga to'g'ri keladi. Katodik himoya titan potentsialini ko'proq salbiy qiymatlarga o'tkazadigan tashqi oqimni qo'llaydi, odatda -0,8 dan -1,0 V ga nisbatan Ag/AgCl. Ushbu potentsialda anodik eritma oqimi 1 mkA/sm² dan pastga tushadi, chunki katod reaktsiyasi (suvni kamaytirish) hukmronlik qiladi va titan yuzasi katodik qutblangan bo'ladi. Himoya ta'siri doimiy emas - katodik oqim olib tashlanganda, potentsial asta-sekin korroziya potentsialiga qaytadi. Shu bilan birga, 10 daqiqalik kunlik katodik impuls 24 soat davomida o'tgan kümülatif anodik zaryadni 90% dan ko'proq kamaytirish uchun etarli bo'lib, aniq korroziya tezligini keskin pasaytiradi.
**Katodik himoyaning korroziya tezligiga miqdoriy ta'siri**
40% KOH, 5% natriy glyukonat 95 gradusda davriy katodik himoyasi boʻlgan va boʻlmasdan (har 24 soatda -0,9 V da 10 daqiqada Ag/AgCl) botirilgan 2-darajali titan naychalari (12 mm OD, 1,0 mm devor) yordamida boshqariladigan sinovlar quyidagi korroziya harakati haqida xabar beradi:
| Himoya sxemasi|Korroziya potentsiali (V va Ag/AgCl)|O'rtacha anodik oqim (µA/sm²)|Korroziya tezligi (mm/yil)|0,5 mm Devor yo'qotish vaqti (yillar)|Nisbiy hayot |
|------------------|-------------------------------------|----------------------------------|--------------------------|----------------------------------|---------------|
| Himoya yo'q (ochiq elektron)|-0,3 dan -0,1|10 – 20|0,12 – 0,18|2,8 – 4,2|1,0× |
| Qurbonlik anod (Mg, har doim bog'langan)|-0,9 dan -0,7|2 – 5|0,03 – 0,06|8 – 17|3,5× |
| Davriy katod (10 min/kun, -0,9 V)|Puls paytida -0,9, -0,2 dam olish |<1 (average over 24h) | 0.01 – 0.02 | 25 – 50 | 12× |
| Uzluksiz katod (-0,9 V, 24/7)|-0,9 (doimiy) |<0.5 | 0.005 – 0.010 | 50 – 100 | 25× |
| Anodik himoya (+0.5 V)|+0.4 - +0.6|15 – 25|0,18 – 0,25|2,0 – 2,8|0,7× |
Ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, davriy katodik himoya korroziya tezligini yiliga 0,15 mm (asosiy) dan 0,02 mm / yil dan pastga tushiradi - 85% dan ortiq pasayish. 1,0 mm devor trubkasi himoyasiz taxminan 3-4 yil xizmat qiladi, lekin davriy katodik himoya bilan 25 yildan oshadi.
**Nega har 24 soatda 10 daqiqa yetarli**
Himoya ta'siri shunchaki katodik oqim qo'llaniladigan vaqtga mutanosib emas. Korroziya jarayoni elektrokimyoviydir va himoyalanmagan davrda anodik eritma tezligi katodik impulsdan keyin passiv plyonkaning holatiga bog'liq. 10 daqiqalik katodik impuls o'sha davrda erishni bostirishdan ko'proq narsani ta'minlaydi - u sirt oksidini kamaytiradi va aks holda keyingi eritmani katalizlaydigan korroziya mahsulotlarini olib tashlaydi. Puls tugagandan so'ng, titanium yuzasi bir necha soat davomida "himoyalangan" holatda qoladi, chunki passiv plyonka nozikroq va barqarorroq bo'ladi. 24 soat davomida to'plangan anodik zaryad himoyalanmagan holatga nisbatan taxminan 90-95% ga kamayadi, garchi katodik oqim faqat 0,7% vaqt uchun qo'llaniladi.
**Stsenariy-Asosiy tanlov qo‘llanmasi: KOH qirqish isitgichlari uchun katod himoyasi**
| Ishlash holati|KOH konsentratsiyasi|Harorat|Tavsiya etilgan himoya sxemasi|Kutilayotgan korroziya darajasi (mm/yil)|Muhandislik asoslash |
|--------------------|------------------|-------------|------------------------------|----------------------------------|----------------------------|
| Uzluksiz alyuminiy qirqish,-uzoq muddatli ishonchlilik|40%|95 daraja|Davriy katod, 10 min/kun -0,9 V da|0,01 – 0,02|85% korroziyani kamaytirish; 40+ yillik hayot |
| Vaqti-vaqti bilan ishlash (haftalik o'chirishlar)|40%|95 daraja|Davriy katod, 15 min/kun|0,01 – 0,02|Ishga tushirish effektlarini qoplash uchun biroz uzunroq puls |
| Past harorat (80 daraja , hujumni kamaytiradi)|40%|80 daraja|Davriy katodik, 5 min/kun|0,01 – 0,02|Past harorat pulsning qisqarishiga imkon beradi |
| Byudjet-cheklangan, quvvat manbai mavjud emas|40%|95 daraja|Yo'q (asosiy chiziqni qabul qilish)|0,12 – 0,18|Qisqa muddatli-operatsiya uchun qabul qilinadi |
| Kritik dastur (rejasiz uzilishlar yo'q)|40%|95 daraja|Uzluksiz katod yoki davriy + qurbonlik anod |<0.01 | Redundancy for maximum reliability |
**Davriy katodik himoyani amaliy amalga oshirish**
Davriy katodik himoyani amalga oshirish uchun titaniumli isitgichga katod oqimini (odatda 0,5-1,0 mA / sm²) etkazib beradigan quvvat manbai talab qilinadi. Salbiy terminal isitgichga, musbat terminal esa eritma ichiga botirilgan yordamchi anodga (platina-qoplamali niobiy yoki grafit) ulanadi. Potensial Ag/AgCl mos yozuvlar elektrodiga nisbatan -0,9 V da nazorat qilinadi. Dasturlashtiriladigan taymer har 24 soatda himoyani 10 daqiqaga yoqadi. Tizim taxminan 1000-2000 dollar turadigan isitgich boshqaruv paneli bilan birlashtirilishi mumkin. Quvvat iste'moli minimal - odatdagi 2 m² isitish moslamasi uchun kuniga taxminan 0,1-0,2 kVt soat.
**Xulosa**
40% kaliy gidroksid, 5% natriy glyukonat alyuminiy eritmasida 95 graduslik 2-darajali titaniumli immersion isitgichlar uchun davriy katod himoyasi (har 24 soatda - 0,9 V va Ag/AgCl da 10 daqiqa) umumiy korroziya tezligini yiliga 0,18-0,2 mm dan 0,12 mm gacha pasaytiradi. 85% dan ortiq qisqarish. Himoyasiz 3-4 yil xizmat qiladigan 1,0 mm devor trubkasi davriy himoya bilan 25 yildan oshadi. Titanli isitgichlarni gidroksidi qirqish xizmati uchun belgilaydigan muhandislar isitgichning ishlash muddatini sezilarli darajada uzaytirish uchun davriy katodik himoyani o'z ichiga olishi kerak, ayniqsa almashtirish uchun uzilishlar qimmat bo'lgan doimiy operatsiyalar uchun. Ushbu elektrokimyoviy himoya strategiyasi korroziya bilan cheklangan komponentni deyarli doimiy isitish eritmasiga aylantiradi.
