एक टाइटेनियम हीट रॉड के लिए जिसका उपयोग 30% सोडियम थायोसाइनेट घोल को 80 डिग्री पर दोबारा गर्म करने के लिए किया जाता है, थायोसाइनेट आयन प्रतिस्पर्धात्मक रूप से क्लोराइड को कैसे रोकता है -प्रेरित पिटिंग?

यह पाया गया है कि थायोसाइनेट आयन (एससीएन-) एक सुरक्षात्मक बाधा बनाने के लिए 80 डिग्री पर 30% सोडियम थायोसाइनेट (NaSCN) में टाइटेनियम की सतह पर दृढ़ता से सोख लेते हैं। सतह पर सोखने वाली जगहों के लिए सीएल- आयन एससीएन- के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं। SCN- की सोखने की क्षमता Cl- की तुलना में अधिक है और इसलिए, क्लोराइड को सतह से विस्थापित कर देता है और क्लोराइड {{9}प्रेरित गड्ढे को बनने से रोकता है। अवरोधन दक्षता एससीएन की सांद्रता से बढ़ जाती है - . जब मोलर अनुपात एससीएन {{12 }} / सीएल {{13 }} 2 से अधिक होता है तो पिटिंग पूरी तरह से दब जाती है। सुरक्षात्मक कोटिंग एक टाइटेनियम {15 }} थायोसाइनेट कॉम्प्लेक्स है जो धातु की सतह पर क्लोराइड के प्रवेश को रोकती है।

प्रतिस्पर्धी सोखना और पिटिंग निषेध का तंत्र

थायोसाइनेट एक नरम आधार है, जो टाइटेनियम की सतह के परमाणुओं से सहसंयोजक और मजबूती से बंधता है। क्लोराइड एक कठोर आधार है और कमजोर इलेक्ट्रोस्टैटिक कनेक्शन बनाता है। मिश्रित समाधानों में SCN⁻ अधिमानतः उन सतह साइटों को सोखता है और अवरुद्ध करता है जो क्लोराइड के लिए उपलब्ध होंगी। जमा SCN परत सतह आवेश को भी संशोधित करती है और क्लोराइड आयनों को प्रतिकर्षित करती है। निषेध लैंगमुइर इज़ोटेर्म θ  K[SCN  ] 1  K[SCN  ] (1) का पालन करता है जहां θ सतह कवरेज है और K सोखना संतुलन स्थिरांक है।

एससीएन - / सीएल - अनुपात के एक कार्य के रूप में मात्रात्मक पिटिंग निषेध

ग्रेड 2 टाइटेनियम के लिए 80 डिग्री पर 1,000 पीपीएम सीएल{3}} समाधानों और 500 घंटों के लिए विभिन्न एससीएन{5}} सांद्रता में नियंत्रित परीक्षण द्वारा निम्नलिखित स्थापित किया गया है। एससीएन - /सीएल - मोलर अनुपात 0 (0 पीपीएम एससीएन - ) गड्ढे का घनत्व 50-150 गड्ढे/सेमी 2 अधिकतम गड्ढे की गहराई 200-500 माइक्रोन 0.5 (500 पीपीएम एससीएन-) के अनुपात पर गड्ढे का घनत्व 10{40}}30 गड्ढे/सेमी2 है और गड्ढे की गहराई है 50-100 µm. गड्ढे का घनत्व 2-10 गड्ढे/सेमी 2 है और गड्ढे की गहराई 1.0 (1,000 पीपीएम एससीएन -) 2.0 अनुपात (2,000 पीपीएम एससीएन-) के अनुपात में 10-30 माइक्रोमीटर है और गड्ढे की गहराई 0 गड्ढे/सेमी2 है और गड्ढे की गहराई 0 माइक्रोमीटर (पूर्ण सुरक्षा) है। 5.0 (5000 पीपीएम एससीएन -) के अनुपात पर, गड्ढे का घनत्व 0 है और गड्ढे की गहराई 0 है।

तापमान और क्लोराइड सांद्रता के कार्य के रूप में महत्वपूर्ण अनुपात

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पूर्ण सुरक्षा के लिए SCN -/Cl - का न्यूनतम अनुपात बढ़ता है। 40 डिग्री पर अनुपात 0.8 है। 60 डिग्री पर अनुपात 1.2 है. 80 डिग्री पर अनुपात 2.0 है। 100 डिग्री पर अनुपात 3.0 है। क्लोराइड सांद्रता के साथ आवश्यक अनुपात भी बढ़ता है। 500 पीपीएम सीएल⁻ पर अनुपात 1.5 है, 1,000 पीपीएम सीएल⁻ पर अनुपात 2.0 है और 5,000 पीपीएम सीएल⁻ पर अनुपात 3.0 है।

थियोसाइनेट: क्लोराइड पिटिंग रोकथाम का रहस्य

निम्न तालिका 80 डिग्री पर चलने वाले ग्रेड 2 टाइटेनियम हीटरों पर क्लोराइड प्रेरित गड्ढे से बचने के लिए एससीएन⁻ एकाग्रता पर मार्गदर्शन देती है।

क्लोराइड की सांद्रता, पीपीएम न्यूनतम SCN− पूर्ण सुरक्षा के लिए, ppmSCN⁻ (पीपीएम) सुझाया गया SCN-/Cl- मोलर अनुपात 100 200 300 2.0 250 500 750 2.0 500 1,{3}},{4}},{5}},{6}},{7}},000 4,{9}},{10}},000 10,{12}},{13}} थायोसाइनेट सांद्रता से परे इंजीनियरिंग नियंत्रण

टाइटेनियम का ग्रेड आवश्यक SCN⁻ एकाग्रता को निर्धारित करता है। ग्रेड 7 (पैलेडियम स्थिर) की अधिक उम्दा सतह के कारण इसकी आवश्यकता कम है (80 C पर 1.0 - 1.5 SCN {{4 }}/Cl {{8 }} अनुपात)। यदि अवरोध पूर्ण नहीं है तो दीवार की मोटाई गड्ढे में प्रवेश की अनुमति प्रदान करती है। SCN- की स्थिरता pH पर निर्भर है। पीएच <4 पर, एससीएन- एचसीएन में हाइड्रोलाइज हो जाता है और नष्ट हो जाता है। SCN⁻ pH > 10 पर स्थिर है। ऑक्सीकरण करने वाले पदार्थ (उदाहरण के लिए, Fe³⁺) SCN⁻ को सल्फेट में ऑक्सीकरण कर सकते हैं, जिससे अवरोध कम हो जाता है।

एक सूचित विशिष्टता

क्लोराइड संदूषण के साथ 80 डिग्री पर 30% सोडियम थायोसाइनेट में टाइटेनियम हीट रॉड के लिए, गड्ढे से बचने के लिए दाढ़ अनुपात एससीएन -/सीएल - को 2.0 से ऊपर बनाए रखा जाना चाहिए। यदि क्लोराइड सामग्री अनिश्चित है, तो सामान्य अवरोधक के रूप में 5,000 पीपीएम (0.5%) पर एससीएन - का उपयोग करें। एससीएन- एकाग्रता की जांच के लिए साप्ताहिक अनुमापन। यदि अनुपात 2.0 से नीचे आता है, तो सोडियम थायोसाइनेट मिलाएं। गड्ढे वाले मौजूदा हीटरों के लिए, सतह को पुनः निष्क्रिय करने के लिए थोड़े समय के लिए SCN⁻ सांद्रता को 10,000 पीपीएम तक बढ़ाएं। इंजीनियर टाइटेनियम हीटरों को क्लोराइड पिटिंग से बचाने के लिए प्रतिस्पर्धी अवशोषक के रूप में थायोसाइनेट का उपयोग करता है।