pH diapazoni savoli
Kimyoviy xizmat ko'rsatish uchun issiqlik almashtirgichni tanlayotgan texnologik muhandislar tez-tez so'rashadi: bu material qanday pH diapazoniga dosh bera oladi? Savol bitta-muhim javobni nazarda tutadi. Metall issiqlik almashtirgichlar, xususan, titan uchun javob nafaqat texnologik suyuqlikning pH qiymatiga, balki tizimga ulangan barcha narsalarga ham bog'liq.
Titan oksidlanish sharoitida taxminan 2-12 pH diapazonida korroziyaga chidamli. Ushbu assortiment ko'plab sanoat dasturlarini qamrab oladi. Ammo tizimda boshqa metallarning mavjudligi-nasos g'ildiraklari, vana korpuslari, rezervuar devorlari, anod savatlari - pH bilan bog'liq bo'lmagan ikkinchi korroziya mexanizmini kiritadi: galvanik korroziya.
To'liq PTFE issiqlik almashtirgichda galvanik korroziya xavfi yo'q, chunki u elektr o'tkazmaydigan-. Uning ishlatilishi mumkin bo'lgan pH diapazoni 0 dan 14 gacha, oksidlovchi yoki qaytaruvchi sharoitlarga bog'liq emas. Ikkala material korroziya muammosiga butunlay boshqa jismoniy printsiplardan yondashadi.
Titanning pH cheklovlari va galvanik korroziya tuzog'i
Titanning korroziyaga chidamliligi barqaror TiO₂ passiv plyonkaga tayanadi. Bu plyonka taxminan 2-12 pH diapazonida oksidlovchi kislotalarda barqaror. Har qanday pHda issiq HCl, HBr va HF-kislotalarni kamaytirishda plyonka eriydi va titan faol ravishda korroziyaga uchraydi. Yuqori haroratlarda pH 12 dan yuqori kuchli gidroksidi eritmalarda plyonka ham erishi mumkin, bu esa bir xil korroziyaga yoki vodorodning mo'rtlashishiga olib keladi.
Titanning xavfsiz pH diapazonida ham, galvanik korroziya, agar u yanada olijanob materialga elektr bilan bog'langan bo'lsa, metallni yo'q qilishi mumkin. Titan passiv holatda galvanik qatorda nisbatan olijanobdir. Agar titan grafit, platina yoki ba'zi zanglamaydigan po'latlarga o'tkazuvchan eritmada qo'shilsa, titan katodik va umuman xavfsizdir. Ammo agar titan passiv plyonka-noldan, yoriqdan yoki kimyoviy ta'sirdan- parchalansa, faol titan atrofdagi passiv sirtga nisbatan juda anodikdir. Xuddi shu komponentdagi faol va passiv titan o'rtasidagi galvanik juftlik tez chuqurlashishni keltirib chiqaradi.
Tizimdagi tashqi metallar xavfni kuchaytiradi. Mis shinalari bo'lgan zanglamaydigan po'latdan yasalgan idishdagi titanli issiqlik almashtirgich ko'p-metall tizimni yaratadi. Agar adashgan oqimlar oqsa yoki tuproq potentsiallari boshqacha bo'lsa, galvanik korroziya kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sharoitda-potentsial titanga tegishi mumkin.
1-jadval: pH va galvanik korroziyani taqqoslash
| Korroziyaga qarshi xususiyat | Titan (2-sinf) | PTFE |
|---|---|---|
| Foydalanish mumkin bo'lgan pH diapazoni (oksidlanish sharoitlari) | 2-12 | 0-14 |
| Foydalanish mumkin bo'lgan pH diapazoni (pasaytiruvchi shartlar) | 4-10 (qattiq cheklangan) | 0-14 (cheklovsiz) |
| Har qanday pH darajasida HF ga qarshilik | Yo'q | Bajarildi |
| Issiq konsentrlangan NaOH ga qarshilik | Cheklangan (vodorodning mo'rtlashishi pH 12, 80 darajadan yuqori) | 260 gradusgacha to'liq |
| Elektr o'tkazuvchanligi | Supero'tkazuvchilar | Supero'tkazuvchilar-bo'lmagan (izolyator) |
| Galvanik korroziya xavfi | Hozirgi (bir-biriga o'xshamaydigan metallar bilan birlashganda) | Nol (elektr yo'li yo'q) |
| Adashgan oqim korroziya xavfi | Hozirgi | Nol |
| Passivlikka bog'liqlik | Kritik (film buzilishi → tezkor hujum) | Yo'q (passiv film yo'q) |
| Dengiz suvida/xloridlarda yoriqlar korroziyasi xavfi | O'rtacha (70 darajadan yuqori) | Nol |
PTFE: nol elektr o'tkazuvchanligi, nol galvanik xavf
PTFE 10¹⁸ ohm·sm dan ortiq hajm qarshiligi bo'lgan elektr izolyatoridir. Materialdan hech qanday elektr toki o'tishi mumkin emas. Galvanik korroziya elektr zanjirini talab qiladi: anod, katod, eritma orqali o'tkazuvchi yo'l va metall orqali o'tkazuvchi yo'l. PTFE metall o'tkazuvchanlik yo'lini yakunlay olmaydi.
Texnologik idishga botirilgan PTFE issiqlik almashtirgich har qanday elektr potentsialida metallarning har qanday birikmasi bilan o'ralgan bo'lishi mumkin. PTFE va bu metallar o'rtasida galvanik hujayra hosil bo'lmaydi, chunki PTFE elektron o'tkazuvchanlikka hissa qo'shmaydi. Ftoropolimer tizimga elektr jihatdan ko'rinmaydi.
Ushbu elektr inertligi adashgan oqim korroziyasiga qadar tarqaladi. Elektrokimyoviy ishlov berishda{1}}galvanik qoplama, elektrokaplama, anodlash-da, eritma orqali oqayotgan adashgan oqimlar metall issiqlik almashtirgichlarga kirishi va chiqishi mumkin, bu esa joriy chiqish nuqtalarida kuchli lokal korroziyaga olib keladi. PTFE o'tkazuvchan bo'lmagan-bo'lib, adashgan tokni o'tkaza olmaydi. Oqim issiqlik almashtirgichni butunlay chetlab o'tadi.
pH diapazoni: mutlaq va shartli
Oksidlanish sharoitida titanning pH diapazoni 2-12 shartli hisoblanadi. Passiv plyonkani saqlab qolish uchun oksidlovchi moddalar mavjudligiga bog'liq. Ftorid, kritik haroratdan yuqori xlorid va qaytaruvchi kislotalarni o'z ichiga olmaydi. Bu galvanik juftliklar va adashgan oqimlarning yo'qligini talab qiladi. Ushbu shartlar yaxshi boshqariladigan jarayonda boshqariladi, ammo muhandislik e'tiborini va operatsion intizomni talab qiladi.
PTFE ning pH diapazoni 0-14 mutlaq hisoblanadi. Ushbu diapazondagi hech qanday kimyoviy holat har qanday amaliy haroratda materialni buzmaydi. Oksidlovchi kerak emas. Hech qanday passiv film saqlanmasligi kerak. Galvanik izolyatsiyaga ehtiyoj yo'q. Material elektrokimyoviy korroziya mexanizmlariga o'z-o'zidan immunitetga ega.
Xulosa
PTFE issiqlik almashtirgichlari titandan ko'ra kengroq samarali pH diapazoniga ega, chunki floropolimerning korroziyaga chidamliligi elektrokimyoviy sharoitlarga bog'liq emas. Titanning foydalanish mumkin bo'lgan pH diapazoni oksidlanish sharoitlariga bog'liq, kislotalar va issiq ishqorlarni kamaytirishda cheklangan va tizimda boshqa metallar mavjud bo'lganda galvanik va adashgan oqim korroziyasiga qarshi zaifdir.
PTFE elektr o'tkazuvchanligi tufayli galvanik korroziya xavfini bartaraf qiladi va uglerod{1}}ftorli birikmalarining termodinamik barqarorligi orqali pH cheklovlarini yo'q qiladi. PTFE ning pH diapazoni shartli cheklovlarsiz 0 dan 14 gacha mutlaqdir.
Keng pH va elektrokimyoviy sharoitlarda issiqlik almashtirgich materialini tanlash bo‘yicha muhandislik tahlili to‘liq jarayon kimyosi, pH diapazoni, oksidlanish{0}}qaytarilish potentsiali, tizimdagi boshqa metallar va mavjud asbob-uskunalarda kuzatilgan korroziya naqshlari taqdim etilgandan keyin mavjud.
