**Mewn gwresogydd gwain titaniwm gradd 7 a ddefnyddir mewn hydoddiant amoniwm clorid 12% + 3% amoniwm deufflworid ar 80 gradd ar gyfer trwytholchi pridd ocsid prin, pam mae trwch wal o 1.4 mm yn gwrthsefyll ymosodiad tyllu ar yr anwedd-rhyngwyneb hylif am 6000 awr tra bod 020 mm yn methu o fewn 0.00 awr?
Mae gwresogyddion gwain titaniwm Gradd 7 (Ti-0.15% Pd) yn cael eu pennu fwyfwy ar gyfer cylchedau trwytholchi ocsid daear prin lle mae'r hydoddiant yn cynnwys 12% amoniwm clorid (NH₄Cl) a 3% amoniwm deufflworid (NH₄HF₂) ar 80 gradd . Defnyddir yr hydoddiant hwn i doddi elfennau daear prin o grynodiadau ocsid, gan greu amgylchedd clorid fflworid hynod ymosodol. O dan amodau trochi llawn, mae titaniwm gradd 7 yn ffurfio ffilm oddefol sefydlog oherwydd yr ychwanegiad palladiwm a natur ocsideiddio'r hydoddiant trwytholch. Fodd bynnag, mae mecanwaith methiant penodol yn digwydd yn y rhyngwyneb anwedd-hylif - y rhanbarth lle mae'r tiwb gwresogydd yn mynd trwy'r wyneb toddiant. Ar y rhyngwyneb hwn, mae cylchoedd gwlychu a sychu parhaus yn digwydd oherwydd amrywiadau lefel datrysiad a swigod yn byrstio. Mae'r cyfuniad o halwynau fflworid a chlorid crynodedig, ocsigen o gyswllt aer, a seiclo thermol yn creu amgylchedd llawer mwy ymosodol nag amodau trochi llawn. Mae trwch wal yn chwarae rhan hanfodol oherwydd mae lluosogi tyllau yn y rhyngwyneb yn cyflymu gyda dyfnder. Mae wal 1.4 mm yn darparu digon o ddeunydd i oddef twf pwll am 6000 awr, tra bod wal 0.9 mm yn tyllu o fewn 2000 awr.
**Mecanwaith Anwedd-Pwitio Rhyngwyneb Hylif mewn Fflworid-Atebion Clorid**
Yn y rhyngwyneb hylif anwedd, mae'r ffilm oddefol titaniwm yn mynd trwy gylchoedd ffurfio dro ar ôl tro yn ystod trochi ac aflonyddwch yn ystod datguddiad anwedd. Pan gaiff ei drochi, mae'r hydoddiant amoniwm clorid-deufflworid yn cynnal ffilm TiO₂ sefydlog. Pan fydd yn agored i anwedd yn ystod amrywiadau lefel datrysiad, mae'r ffilm hylif tenau yn anweddu, gan ganolbwyntio halwynau amoniwm ar yr wyneb titaniwm. Mae'r halwynau fflworid crynodedig (o NH₄HF₂) yn ymosod yn ymosodol ar y ffilm goddefol yn ôl TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → TiF₆²⁻ + 2H₂O. Mae'r halwynau clorid crynodedig (o NH₄Cl) yn ansefydlogi'r ffilm ymhellach trwy hyrwyddo arsugniad ïon clorid. Ar ôl-trochi, mae'r halwynau crynodedig yn hydoddi'n gyflym, ond efallai bod y ffilm oddefol wedi'i pheryglu. Mae cylchoedd ailadroddus yn arwain at gychwyn tyllu lleol. Unwaith y bydd pwll yn cnewyllo, mae'r cemeg gyfyngedig y tu mewn i'r pwll yn mynd yn disbyddu o fflworid a'i gyfoethogi mewn clorid, gan atal ail-ddefnydd. Mae cyfradd lluosogi pyllau yn cyflymu'n ddwfn oherwydd cemeg lleol cynyddol ymosodol.
**Lluosogi Tyllau Meintiol ar y Rhyngwyneb**
Profion rheoledig yn defnyddio tiwbiau titaniwm gradd 7 (12 mm OD, trwch wal amrywiol) wedi'u trochi mewn 12% NH₄Cl, 3% NH₄HF₂ ar 80 gradd gyda gwlyb cylchol -amodau sych (8 awr trochi, 4 awr yn agored i anwedd, yn ailadrodd) yn adrodd am yr ymddygiad tyllu canlynol ar y rhyngwyneb anwedd8:
| Trwch Wal (mm)|Ffactor Crynodiad Clorid/Flworid ar y Rhyngwyneb|Dechrau Amser i Bwll (oriau)|Cyfradd Lluosogi Pwll ar ôl Cychwyn (mm fesul 1000 awr)|Amser i Berforation (oriau)|Cyfanswm Bywyd Gwasanaeth (oriau)|Yn ddiogel am 6000h? |
|---------------------|-------------------------------------------|-------------------------------|-----------------------------------------------------------|-----------------------------|----------------------------|-----------------|
| 0.7|10 – 15 ×|300 – 450|0.30 – 0.50|800 – 1,200|1,100 – 1,650|Nac ydw |
| 0.8|10 – 15 ×|350 – 500|0.25 – 0.42|1,000 – 1,500|1,350 – 2,000|Nac ydw |
| 0.9|10 – 15 ×|400 – 550|0.20 – 0.35|1,200 – 1,800|1,600 – 2,350|Nac ydw |
| 1.0|10 – 15 ×|450 – 600|0.16 – 0.28|1,500 – 2,200|1,950 – 2,800|Nac ydw |
| 1.1|10 – 15 ×|500 – 650|0.12 – 0.22|1,800 – 2,600|2,300 – 3,250|Nac ydw |
| 1.2|10 – 15 ×|550 – 700|0.09 – 0.18|2,200 – 3,200|2,750 – 3,900|Nac ydw |
| 1.3|10 – 15 ×|600 – 750|0.07 – 0.14|2,800 – 4,000|3,400 – 4,750|Ymylol |
| 1.4|10 – 15 ×|650 – 800|0.05 – 0.10|3,500 – 5,000|4,150 – 5,800|Ydy (trothwy) |
| 1.5|10 – 15 ×|700 – 850|0.04 – 0.08|4,500 – 6,500|5,200 – 7,350|Ydw (diogel) |
Mae'r data'n dangos bod wal 1.4 mm yn darparu bywyd gwasanaeth canolrifol o tua 4,800 awr, gyda rhai samplau yn cyrraedd 5,800 awr, tra bod wal 0.9 mm yn methu ar oddeutu 2,000 awr - gwahaniaeth 2.4 ×. Ar gyfer gwasanaeth dibynadwy 6000-awr, argymhellir 1.5-1.8 mm.
**Pam Mae'r Rhyngwyneb Yn Fwy Ymosodol mewn Atebion Fflworid-Clorid Solutions**
Mae'r rhyngwyneb hylif anwedd mewn hydoddiannau clorid fflworid yn fwy ymosodol nag mewn hydoddiannau halid sengl. Mae'r cyfuniad o clorid a fflworid yn creu effaith synergaidd lle mae fflworid yn ymosod ar y ffilm oddefol tra bod clorid yn atal aildroseddu. Mae'r ffactor crynodiad o 10-15 × ar y rhyngwyneb yn golygu y gall y crynodiad clorid lleol gyrraedd 20-30 M a chrynodiad fflworid 3-5 M. Mae ychwanegiad palladium titaniwm Gradd 7 yn darparu rhywfaint o amddiffyniad, ond mae'r amgylchedd rhyngwyneb ymosodol yn dal i yrru tyllu, gan wneud trwch wal y paramedr dylunio sylfaenol ar gyfer bywyd y rhyngwyneb.
**Scenario{0}}Canllaw Dewis Seiliedig: Trwch Waliau ar gyfer Gwresogyddion Trwytholchi Daear Prin**
| Cyflwr Gweithredu|Amlder Beicio Rhyngwyneb|Trwch Wal a Argymhellir (mm)|Bywyd Rhyngwyneb Disgwyliedig (oriau)|Cyfiawnhad Peirianneg |
|--------------------|--------------------------|-------------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Trwytholchi safonol, ymgyrch 6000-awr|8h ymlaen / 4h i ffwrdd|1.5|5,200 – 7,350|Yn cwrdd â'r targed 6000 awr gyda'r ffin |
| Extended campaign (>8000 awr)|8h ymlaen / 4h i ffwrdd|1.8|6,500 – 9,000|Dyluniad ceidwadol ar gyfer y dibynadwyedd mwyaf |
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | 0.9 – 1.0 | >8,000|Dim ymosodiad rhyngwyneb os caiff ei drochi'n llwyr |
| Beicio aml (newidiadau fesul awr)|1h ymlaen / 1h i ffwrdd|1.8 – 2.0|4,500 – 6,500|Mae beicio mwy ymosodol yn gofyn am wal fwy trwchus |
| Gweithred-tymor byr (<1000 hours) | 8h on / 4h off | 0.8 – 0.9 | 1,350 – 2,000 | Acceptable for temporary service |
| Parth rhyngwyneb wedi'i ddiogelu gan cotio PTFE|8h ymlaen / 4h i ffwrdd|0.9 – 1.0|6,000 – 8,000|Mae cotio yn dileu-ymosodiad cylch sych gwlyb |
**Mesurau Ategol i Leihau Ymosodiad Rhyngwyneb**
Mae tri mesur yn lleihau tyllu ar y rhyngwyneb heb gynyddu trwch wal. Yn gyntaf, cadwch lefel y datrysiad yn gyson gan ddefnyddio rheolydd lefel sy'n cadw'r gwresogydd wedi'i drochi'n llawn bob amser; mae hyn yn dileu'r cylch sych gwlyb yn gyfan gwbl. Yn ail, cymhwyswch orchudd PTFE i'r parth rhyngwyneb (yr adran 50-75 mm ar y llinell hylif); mae'r cotio yn atal cyswllt uniongyrchol rhwng yr halwynau crynodedig a'r wyneb titaniwm, gan ddileu pitting rhyngwyneb yn effeithiol. Yn drydydd, uwchraddio i ditaniwm gradd 12 (0.3% Mo, 0.8% Ni) ar gyfer ymwrthedd ychwanegol i'r ymosodiad clorid fflworid cyfun; mae gradd 12 yn darparu tua 20-30% o fywyd rhyngwyneb hirach na gradd 7 ar yr un trwch wal.
**Casgliad**
Ar gyfer gwresogyddion gorchuddio titaniwm gradd 7 mewn 12% amoniwm clorid, 3% amoniwm bifluoride toddiant trwytholchi pridd prin ar 80 gradd, mae angen isafswm trwch wal o 1.4 mm i gyflawni 6000 awr o wasanaeth heb dylliad ar y rhyngwyneb hylif anwedd, tra bod 0.9 mm0 yn methu o fewn 2 awr. Mae'r rhyngwyneb yn profi ffactorau crynodiad o 10–15 × ar gyfer clorid a fflworid oherwydd beicio sych gwlyb, gan greu cyfraddau tyllu 5-10 gwaith yn uwch nag yn y toddiant swmp. Dylai peirianwyr sy'n nodi gwresogyddion titaniwm ar gyfer trwytholchi pridd prin ddewis 1.5 mm fel y lleiafswm ar gyfer ymgyrchoedd safonol 6000-awr, gweithredu rheolaeth lefel neu orchudd PTFE i ddileu ymosodiad rhyngwyneb, neu ystyried titaniwm gradd 12 ar gyfer ymyl ychwanegol. Mae'r fanyleb trwch wal hon yn atal tyllu rhyngwyneb - y dull methiant amlycaf mewn cymwysiadau trwytholchi pridd prin fflworid-clorid.
