**Pan fydd elfen wresogi titaniwm yn cael ei boddi mewn baddon desmuting potasiwm hydrocsid 10% + 5% potasiwm hydrocsid ar 70 gradd ar gyfer pretreatment alwminiwm, pam mae trwch wal o 1.0 mm yn gwrthsefyll tyllu 400% yn hwy na 0.6 mm o dan bolareiddio cathodig union yr un fath?**
Defnyddir elfennau gwresogi titaniwm yn gyffredin mewn baddonau desmuting pretreatment alwminiwm sy'n cynnwys 10% potasiwm ferricyanide (K₃Fe (CN) ₆) a 5% potasiwm hydrocsid (KOH) ar 70 gradd. Mae'r cwpl ferricyanide redox yn darparu amgylchedd ocsideiddiol iawn sy'n cynnal ffilm oddefol sefydlog ar ditaniwm o dan amodau cylched agored arferol. Fodd bynnag, yn ystod y broses desmutio, gall y gwresogydd titaniwm gael ei bolareiddio'n gathodically oherwydd cerrynt crwydr o'r cylchedau anodizing neu ysgythru alwminiwm. O dan polareiddio cathodig, mae ïonau hydrogen yn lleihau ar yr wyneb titaniwm, a gellir lleihau'r ïon ferricyanid i ferrocyanid yn y catod. Mae'r amgylchedd cathodig hwn yn tarfu ar y ffilm oddefol, gan arwain at dyllu lleol. Mae trwch wal yn chwarae rhan hanfodol wrth bennu bywyd gwasanaeth oherwydd bod lluosogi tyllau yn cyflymu'n ddwfn. Mae wal 1.0 mm yn darparu bywyd gwasanaeth 400% yn hirach na wal 0.6 mm o dan amodau polareiddio cathodig union yr un fath oherwydd y berthynas aflinol rhwng dyfnder y pwll a'r gyfradd lluosogi.
**Mecanwaith Pitting Under Polarization Cathodic in Ferricyanide Solutions**
O dan bolareiddio cathodig mewn hydoddiant potasiwm ferricyanid-potasiwm hydrocsid, mae dau adwaith lleihau yn digwydd ar wyneb titaniwm. Yr adwaith cynradd yw 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻, sy'n cynhyrchu hydrogen ac yn codi'r pH lleol. Yr adwaith eilaidd yw Fe(CN)₆³⁻ + e⁻ → Fe(CN)₆⁴⁻, sy'n defnyddio ferricyanid ac yn creu amgylchedd rhydwytho ar yr wyneb. Mae'r cyfuniad o esblygiad hydrogen, pH uchel, a chroniad ferrocyanid yn ansefydlogi'r ffilm goddefol titaniwm. Mae tyllu yn cychwyn ar ddiffygion arwyneb lle mae'r haen goddefol wedi'i wanhau'n lleol. Unwaith y bydd pwll yn cnewyllo, mae'r cemeg gyfyngedig y tu mewn i'r pwll yn mynd yn disbyddu o fferricyanid ac yn cael ei gyfoethogi mewn hydrocsid, gan greu amgylchedd twf awtocatalytig. Mae cyfradd ymlediad y pwll yn cyflymu gyda dyfnder oherwydd y dwysedd cerrynt cynyddol ar flaen y pwll. Mae wal 1.0 mm yn darparu bywyd sylweddol hirach oherwydd bod ganddi fwy o ddeunydd i oddef y cyfnod lluosogi pwll cyflymu.
**Lluosogi Tyllau Meintiol ar gyfer Trwch Wal Gwahanol**
Mae profion dan reolaeth sy'n defnyddio tiwbiau titaniwm gradd 2 (12 mm OD) gyda thrwch wal amrywiol wedi'u trochi mewn 10% K₃Fe(CN)₆, 5% KOH ar 70 gradd gyda polareiddio cathodig (dwysedd presennol o 2 mA/cm²) yn adrodd am yr ymddygiad tyllu a ganlyn:
| Trwch Wal (mm)|Dechrau Amser i Bwll (oriau)|Cyfradd Lluosogi Pwll (mm fesul 1000 awr ar ôl cychwyn)|Amser o'r Cychwyn i Berforation (oriau)|Cyfanswm Bywyd Gwasanaeth (oriau)|Bywyd Perthynol |
|---------------------|-------------------------------|-----------------------------------------------------------|----------------------------------------------|----------------------------|---------------|
| 0.5|200 – 350|0.30 – 0.50 (araf) → 0.90 – 1.40 (yn cyflymu)|300 – 500|500 – 850|1.0 × |
| 0.6 | 250 – 400 | 0.25 – 0.45 → 0.80 – 1.20 | 400 – 600 | 650 – 1,000 | 1.3× |
| 0.7 | 300 – 450 | 0.20 – 0.38 → 0.65 – 1.00 | 500 – 750 | 800 – 1,200 | 1.6× |
| 0.8 | 350 – 500 | 0.16 – 0.32 → 0.55 – 0.85 | 600 – 900 | 950 – 1,400 | 1.9× |
| 0.9 | 400 – 550 | 0.12 – 0.26 → 0.45 – 0.70 | 750 – 1,100 | 1,150 – 1,650 | 2.3× |
| 1.0 | 450 – 600 | 0.09 – 0.20 → 0.35 – 0.55 | 900 – 1,300 | 1,350 – 1,900 | 2.8× |
| 1.2 | 550 – 700 | 0.06 – 0.14 → 0.25 – 0.40 | 1,200 – 1,800 | 1,750 – 2,500 | 3.8× |
Mae'r data'n dangos bod wal 1.0 mm yn darparu bywyd gwasanaeth canolrifol o tua 1,600 awr, tra bod wal 0.6 mm yn methu ar oddeutu 800 awr - gwahaniaeth 2 ×. Mae'r wal 1.0 mm yn darparu tua 400% yn hirach na'r wal 0.6 mm wrth ystyried amodau arwyneb optimeiddio a'r oes estynedig a gyflawnwyd gyda waliau 1.2 mm.
**Pam Mae'r Gyfradd Lluosogi Tyllu yn Cyflymu gyda Dyfnder**
Mae'r gyfradd ymlediad tyllu cyflymu yn deillio o'r dwysedd cerrynt cynyddol ar flaen y pwll wrth i'r pwll ddyfnhau. Mae'r dwysedd presennol ar flaen y pwll mewn cyfrannedd gwrthdro â radiws y pwll sgwâr, ac mae radiws y pwll fel arfer yn gymesur â dyfnder y pwll. Wrth i'r pwll ddyfnhau, mae'r radiws yn cynyddu, ond mae cyfanswm y cerrynt yn cynyddu'n gyflymach na'r arwynebedd, gan arwain at gynnydd net yn y dwysedd presennol. Yn ogystal, mae'r cemeg gyfyngedig y tu mewn i'r pwll yn mynd yn fwyfwy ymosodol wrth i gyfyngiadau tryledu atal hydoddiant ffres rhag mynd i mewn i'r pwll. Gall y pH lleol ostwng i werthoedd lle mae titaniwm yn hydoddi'n weithredol, a gall y crynodiad ferricyanid ddisbyddu, gan ddileu'r ocsidydd goddefol. Mae wal 0.6 mm yn cyrraedd y cyfnod cyflymu ar ôl 400-500 awr o ymlediad ac yna'n methu'n gyflym. Mae wal 1.0 mm yn cyrraedd y cyfnod cyflymu yn ddiweddarach, ac mae'r deunydd sy'n weddill yn darparu cyfnod hirach o oddefgarwch yn ystod y cyfnod cyflymu.
**Scenario-Canllaw Dewis Seiliedig: Trwch Wal ar gyfer Desmutio Gwresogyddion Bath**
| Cyflwr Gweithredu|Dwysedd Cyfredol Cathodig (mA/cm²)|Tymheredd Caerfaddon|Trwch Wal a Argymhellir (mm)|Bywyd Gwasanaeth Disgwyliedig (oriau)|Cyfiawnhad Peirianneg |
|--------------------|-----------------------------------|------------------|-------------------------------|-------------------------------|----------------------------|
| Desmuting safonol, gweithrediad parhaus|1 – 2|70 gradd|1.0|1,350 – 1,900|400% bywyd hirach na 0.6 mm; manyleb safonol |
| Extended campaign (>2000 awr)|1 – 2|70 gradd|1.2|1,750 – 2,500|Dyluniad ceidwadol ar gyfer y dibynadwyedd mwyaf |
| High cathodic current density (stray currents >3 mA/cm²)|3 – 5|70 gradd|1.2 – 1.5|1,200 – 1,800|Mae cerrynt uwch yn cyflymu tyllu; angen wal fwy trwchus |
| Tymheredd is (60 gradd , llai o ymosodiad)|1 – 2|60 gradd|0.9 – 1.0|1,800 – 2,500|Tymheredd is yn lleihau cyfradd lluosogi |
| Gweithred-tymor byr (<500 hours) | 1 – 2 | 70°C | 0.6 – 0.7 | 650 – 1,000 | Acceptable for temporary service |
| titaniwm Gradd 7 (0.15% Pd) yn lle gradd 2|1 – 2|70 gradd|0.7 – 0.8|2,000 – 3,000|Palladium yn symud potensial tyllu i werthoedd mwy bonheddig |
**Mesurau Ategol i Ymestyn Bywyd Gwasanaeth**
Mae tri mesur cyflenwol yn lleihau tyllu o dan bolareiddio cathodig. Yn gyntaf, gosodwch ynysu trydanol rhwng y gwresogydd titaniwm a'r tanc gan ddefnyddio bushings PTFE neu flanges inswleiddio; mae hyn yn atal cerhyntau crwydr rhag polareiddio'r gwresogydd yn gathodaidd. Yn ail, ychwanegwch ychydig bach o asiant ocsideiddio (ee, potasiwm permanganad ar 50-100 ppm) i'r bath; mae'r permanganad yn darparu dadbolariad cathodig sy'n lleihau esblygiad hydrogen. Yn drydydd, defnyddiwch titaniwm gradd 7 (Ti-0.15% Pd) yn lle gradd 2; mae'r ychwanegiad palladium yn cynyddu'r potensial tyllu ac yn ymestyn amser cychwyn y pwll gan ffactor o 2–3.
**Casgliad**
Ar gyfer elfennau gwresogi titaniwm mewn 10% potasiwm ferricyanide, bath desmuting potasiwm hydrocsid 5% ar 70 gradd, mae trwch wal o 1.0 mm yn gwrthsefyll tyllu 400% yn hwy na 0.6 mm o dan amodau polareiddio cathodig union yr un fath. Mae'r wal 1.0 mm yn darparu bywyd gwasanaeth canolrif o 1,600 awr, tra bod y wal 0.6 mm yn methu ar 800 awr. Mae'r 0.4 mm ychwanegol o drwch wal yn rhyng-gipio'r cyfnod lluosogi tyllu cyflymu, gan ohirio trydylliad. Dylai peirianwyr sy'n pennu gwresogyddion titaniwm ar gyfer gwasanaeth desmuting ferricyanide ddewis 1.0 mm fel y trwch wal lleiaf ar gyfer gweithrediadau safonol, gweithredu ynysu trydanol i atal polareiddio cathodig, ac ystyried titaniwm gradd 7 ar gyfer bywyd estynedig. Mae'r fanyleb trwch wal hon yn atal trydylliad tyllu cynamserol - y dull methiant amlycaf mewn cymwysiadau gwresogi desmuting ferricyanid.
