Titanijumski uranjajući grijači se široko primjenjuju u spremnicima za prikupljanje otpadne tekućine s više metala i jona, posudama za taloženje teških metala i hidrometalurškim reciklažnim petljama. Titan normalno stvara stabilan zaštitni TiO₂ film u širokim pH rasponima. Međutim, u procesnim otopinama koje sadrže reducirne ione teških metala kao što su bakar, srebro i bizmut, ioni plemenitih metala mogu se reducirati i taložiti kao metalne čestice na površinu titan oksida pod uvjetima visoke temperature. Taložene čestice plemenitog metala uspostavljaju galvanski kontakt sa titanijumskom podlogom, delujući kao efikasna katodna mesta. Okolna titanijumska podloga postaje anodna i trpi ubrzano lokalizovano otapanje ispod i oko taloženih metalnih čestica. Opća stopa korozije ostaje niska, dok se lokalizirana korozija razvija ispod rasutih metalnih naslaga. Konvencionalni jednokomponentni testovi rješenja ne mogu simulirati ovaj način galvanske degradacije izazvan taloženjem.
Povišena temperatura u blizini omotača grijača ubrzava elektrohemijsku redukciju jona plemenitih teških metala. Fine metalne čestice precipitiraju i prianjaju na površinu titan oksida. Ove deponovane metalne čestice poseduju mnogo veći redoks potencijal u poređenju sa titanijumskim supstratom. Lokalne galvanske ćelije se uspostavljaju kroz manje defekte u TiO₂ pasivnom filmu. Taložene metalne čestice služe kao visokoefikasne katode, a susjedna površina titana djeluje kao anode male površine. Visoka gustina anodne struje koncentriše se na ograničene regije podloge, stvarajući lokalizirane korozijske jame ispod metalnih naslaga. Većina površine titanijuma i dalje održava netaknutu pokrivenost oksidnim filmom bez gubitka materijala velike površine.
Tokom rane faze servisiranja, raštrkane sitne mrlje metalnog sjaja distribuiraju se po djelomičnoj površini omotača. Nakon uklanjanja ovih taloženih metalnih čestica, na mjestima taloženja mogu se pronaći klasteri mikro-jama. Konvencionalno mjerenje debljine zida nije dovoljno osjetljivo da uhvati ove diskretne lokalizirane defekte. Kako se radni sati gomilaju, klasteri mikro-jama se šire i međusobno povezuju. Lokalni gubitak materijala se kontinuirano pogoršava, što konačno rezultira perforacijom omotača i neočekivanim prekidom proizvodnje.
Nekoliko inženjerskih pristupa može ublažiti koroziju taloženja teških metala. Primijenite predtretman filtraciju i korake taloženja kako biste uklonili reducirne jone plemenitih metala iz ulaznog procesnog fluida. Podesite redoks potencijal rastvora da biste suzbili reakciju redukcije i taloženja metalnih čestica. Optimizirajte polje protoka fluida kako biste smanjili vjerovatnoću adhezije čestica na površini grijača. Izvršite inspekciju površine sa velikim uvećanjem tokom ciklusa remonta da biste identifikovali mesta taloženja rasutih metalnih tačaka.
|
Vrsta grijača |
Rizik od galvanske korozije od taloženja teških metala |
Mehanizam degradacije jezgra |
Dijagnostička funkcija u ranoj fazi |
Ključna inženjerska mjera ublažavanja |
|---|---|---|---|---|
|
Titanijum |
Visoko |
Joni teških metala koji se mogu reducirati termički se redukuju u metalne čestice na površini oksida; taloženi plemeniti metali formiraju galvanske ćelije; lokalizirano anodno otapanje stvara grupisane mikro-rupice ispod naslaga čestica |
Raštrkane sitne mrlje metalnog sjaja; grupisane mikro-rupice ispod mrlja nakon čišćenja |
Ukloniti nečistoće plemenitih metala; prilagoditi redoks potencijal rastvora; optimizirati protok fluida; površinska inspekcija sa velikim uvećanjem |
|
316L nerđajući čelik |
Visoko-srednje |
Taloženje teških metala takođe izaziva galvanski efekat; nehrđajući čelik razvija jake udubljenja pod kombinovanom kontaminacijom hloridima |
Metalne mrlje plus neujednačena tamna diskoloracija i razbacane udubine na površini |
Kontrolirajte reduciran sadržaj nečistoća teških metala u procesnom mediju |
|
Fused Quartz |
Zanemarljivo |
Ne dolazi do elektrohemijske reakcije; samo čvrste naslage koje sadrže metal pričvršćuju se na vanjsku površinu cijevi |
Neujednačene naslage taloga bogate metalom na vanjskom zidu |
Periodično hemijsko čišćenje za uklanjanje površinskih naslaga |
|
PFA‑Jacketed |
Zanemarljivo |
Izolacijski polimer sprječava galvanski kontakt između taloženih metalnih čestica i metalne podloge; samo čvrste nečistoće se nakupljaju na vanjskom omotu |
Mrljavi sedimenti bogati teškim metalima na polimernoj spoljašnjosti |
Rutinske operacije ispiranja i čišćenja eksterijera |
zaključak:Netaknuti film od titan oksida ne može izbjeći galvanski rizik od taloženja u medijima za obnavljanje jona s više teških metala. Nečistoće plemenitih metala koje se mogu redukovati mogu istaložiti i izazvati oštećenje nakupljenih mikro-udubljenja. Uklanjanje nečistoća teških metala i inspekcija površine velikim povećanjem su ključne preventivne mjere.
