**Kada grijači titanijuma 12 stepena zagreju 12% rastvor natrijum volframa + 3% rastvora natrijum karbonata volframa na 95 stepeni, zašto dodatak molibdena (0,3%) smanjuje osetljivost na udubljenje na parnoj-tečnosti za faktor 5 u poređenju sa stepenom od 5 stepena **
Potopni grijači od titana 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) i potopni grijači od titana 7 (Ti-0,15% Pd) koriste se u krugovima za luženje volframa gdje otopina sadrži 12% natrijevog volframata i O₄3% W, tako da (Na₂CO₃) na 95 stepeni, sa pH od približno 10. Visoko alkalni rastvor volframata-karbonata promoviše stabilan pasivni film na titanijumu pod potpuno uronjenim uslovima. Međutim, specifičan mehanizam kvara javlja se na sučelju para-tečnost – području gdje cijev grijača prolazi kroz površinu otopine. Na ovom interfejsu, kontinuirani ciklusi vlaženja i sušenja nastaju zbog fluktuacija nivoa rastvora. Kombinacija visoke temperature, alkalnog karbonata, rastvorenog kiseonika i cikličkog vlaženja stvara agresivno okruženje koje može da izazove lokalizovane rupe. Titanijum stepena 7 pruža otpornost katodnim reakcijama kataliziranim paladijumom. Titanijum stepena 12, sa 0,3% molibdena i 0,8% nikla, pruža superiornu otpornost povećavajući stabilnost pasivnog filma i smanjujući brzinu anodnog rastvaranja. Kontrolisani testovi pokazuju da stepen 12 smanjuje osetljivost na pitting na granici para-tečnost za faktor od 2,5 u poređenju sa stepenom 7 pod identičnim uslovima.
**Mehanizam zaštite molibdena na sučelju pare-tečnosti**
Na interfejsu para{0}}tečnost, titanijum pasivni film prolazi kroz ponovljene cikluse formiranja tokom potapanja i prekida tokom izlaganja pari. Kada je uronjen, rastvor alkalnog karbonata-volframata održava stabilan film TiO₂. Kada je izložen pari, tanki tekući film isparava, koncentrirajući karbonatne i volframatne soli na površini titana. Nakon ponovnog -uranjanja, koncentrisane soli se rastvaraju, ali je pasivni film možda ugrožen. Titanijum 7 stepena sadrži paladijum koji deluje kao katodna mesta za redukciju kiseonika, održavajući plemeniti potencijal tokom ciklusa sušenja. Titanijum 12 razreda sadrži molibden rastvoren u titanijumskoj matrici. Molibden poboljšava stabilnost pasivnog filma smanjenjem brzine anodnog otapanja i promicanjem ujednačenijeg,-bezdefektnog oksidnog filma. Molibden također smanjuje difuziju slobodnih mjesta kisika u pasivnom filmu, čineći ga otpornijim na razgradnju tokom mokro{13}}sušnog ciklusa. Dodatak nikla pruža dodatnu katodnu modifikaciju sličnu paladijumu. Kombinacija anodne modifikacije (molibden) i katodne modifikacije (nikl) pruža superiornu zaštitu u poređenju sa samo katodnom modifikacijom (paladij u stepenu 7).
**Kvantitativno poređenje osjetljivosti na udubljenje na sučelju**
Kontrolisani testovi korišćenjem titanijumskih cevi stepena 7 i 12 (12 mm OD, 1,2 mm zida) uronjenih u 12% Na₂WO₄, 3% Na₂CO₃ na 95 stepeni sa cikličnim mokrim-suvim uslovima (10 minuta uronjeno, 5 minuta potopljeno, 5 minuta izloženo ponašanju na 95 stepeni) vapor-tečnost interfejs:
| Titanium Grade|Sadržaj molibdena|Sadržaj paladija|Vrijeme do prve jame na sučelju (sati)|Gustina udubljenja na sučelju (udubljenja po cm sučelja)|Maksimalna dubina jame nakon 3000 sati (mm)|Vek trajanja do perforacije (sati)|Relativni život |
|----------------|-------------------|-------------------|----------------------------------------|-----------------------------------------------------|-----------------------------------------|-------------------------------------|---------------|
| Razred 2|0%|0%|300 – 500|6 – 12|0,40 – 0,65|800 – 1.200|1.0× |
| Razred 7|0%|0,15%|1.200 – 1.800|1 – 3|0,08 – 0,18|3.000 – 4.500|3,5× |
| Razred 7 (elektropolirano)|0%|0,15%|1.800 – 2.500|0,5 – 1,5|0,04 – 0,10|4.500 – 6.500|5.0× |
| Razred 12|0,3% + 0.8% Ni|0%|3.000 – 4.500|0,2 – 0,8|0,02 – 0,05|7.000 – 10.000|8,5× |
| Stepen 12 + elektropolirano|0,3% + 0.8% Ni|0%|4.000 – 5.500|0,1 – 0,4|0,01 – 0,03|9.000 – 12.000|10,5× |
Podaci pokazuju da titanijum stepena 12 smanjuje osetljivost na pitting za faktor od 2,5 u poređenju sa stepenom 7 (8,5× vs . 3.5× u odnosu na stepen 2). Vrijeme do prve jame se proteže od 1.200–1.800 sati (7. razred) do 3.000–4.500 sati (12. stupanj), a vijek trajanja se proteže od 3.000–4.500 sati do 7.000–10.000 sati.
**Zašto molibden nadmašuje paladij na sučelju pare-tečnosti**
Dok i paladij i molibden pružaju otpornost na koroziju, djeluju kroz različite mehanizme. Paladij pruža katodnu modifikaciju – održava plemeniti potencijal katalizirajući redukciju kisika. Ovo je efikasno tokom ciklusa sušenja, ali ne povećava direktno otpornost pasivnog filma na razbijanje. Molibden obezbeđuje anodnu modifikaciju – ugrađen je u pasivni film, smanjujući brzinu anodnog rastvaranja i čineći film otpornijim na hemijske napade. Molibden također smanjuje difuzivnost slobodnih mjesta kisika, koji su primarni defekti kroz koje agresivne vrste prodiru u pasivni film. Kombinacija anodne modifikacije (molibden) i katodne modifikacije (nikl u stepenu 12) pruža superiornu zaštitu na interfejsu para{6}}tečnosti u poređenju sa samo katodnom modifikacijom (paladij u stepenu 7). Faktor poboljšanja od 2,5 odražava dodatnu prednost anodne modifikacije u ovom agresivnom mokro-suvom biciklističkom okruženju.
**Vodič za odabir zasnovan na scenariju-: Kvaliteta titanijuma za grijače za ispiranje volframata**
| Radni uvjeti|Interfejs Wet-Frekvencija suvog ciklusa|Preporučena klasa titana|Očekivani vijek trajanja interfejsa (sati)|Inženjersko opravdanje |
|--------------------|----------------------------------|---------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | Grade 7 | >5,000|Nema napada na interfejs ako je potpuno uronjen |
| Umjerena fluktuacija nivoa, kampanja od 5000 sati|1 – 5 ciklusa/dan|Razred 12|7.000 – 10.000|Molibden pruža 2,5x poboljšanje u odnosu na 7. stepen |
| Česta fluktuacija nivoa, produžena kampanja|10 – 20 ciklusa/dan|Stepen 12 + elektropolirano|9.000 – 12.000|Kombinirani tretman za maksimalnu pouzdanost |
| Rad sa prekidima (dnevna isključenja)|1 ciklus/isključivanje|Razred 12|8.000 – 12.000|Manje ciklusa produžava život |
| Budžet-ograničen, kratkoročno-(<1000 hours) | Any | Grade 2 | 800 – 1,200 | Acceptable for temporary service |
**Praktične mjere za produženje vijeka trajanja interfejsa**
Tri komplementarne mjere smanjuju napad na interfejs čak i sa titanijumom 12. Prvo, dizajnirajte snop grijača tako da cijevi budu cijelo vrijeme potpuno uronjene održavajući minimalni nivo otopine 50 mm iznad najviše cijevi. Drugo, instalirajte zaštitu od prskanja ili sistem{4}}kontrole nivoa koji sprječava osciliranje interfejsa preko površine cijevi. Treće, nanesite elektropoliranu površinu na zonu interfejsa; glatka površina smanjuje inicijaciona mesta i produžava životni vek za dodatnih 30-50%.
**Zaključak**
Za uranjajuće grijače od titanijuma 12 u 12% natrijum volfrata, 3% rastvoru natrijum karbonata volframa za luženje na 95 stepeni, dodatak od 0,3% molibdena smanjuje osetljivost na udubljenje na interfejsu pare{5}}tečnosti za faktor 2,5 produžava vreme od prvog stepena u odnosu na prvi stepen. 1.200–1.800 sati na 3.000–4.500 sati, a radni vijek se povećava sa 3.000–4.500 sati na 7.000–10.000 sati. Molibden povećava stabilnost pasivnog filma kroz anodnu modifikaciju, dok paladijum obezbeđuje samo katodnu modifikaciju. Inženjeri koji specificiraju grijače titanijuma za luženje volframa treba da izaberu stepen 12 za kontinuirane operacije sa izlaganjem pare{27}}tečnosti interfejsa, i implementiraju mjere kontrole nivoa kako bi se minimiziralo mokro-suvo cikluse. Ova specifikacija legure sprječava dominantni način kvara u aplikacijama grijanja na visokoj{30}}alkalnoj bazi volframata.
