130 डिग्री पर लेवलिंग एजेंट के रूप में फॉर्मिक एसिड (पीएच 3.5) का उपयोग करने वाली कपड़ा रंगाई मशीन में, संचयी गिरावट को रोकने के लिए प्रत्येक रंगाई चक्र के बाद टाइटेनियम हीटिंग शीथ की ऑक्साइड परत कैसे पुनर्जीवित होती है?

कपड़ा रंगाई के लिए टाइटेनियम हीटर डिज़ाइन में बुनियादी व्यापार बंद
कपड़ा रंगाई मशीनें ऊन और नायलॉन पर एसिड रंगों के लिए लेवलिंग एजेंट के रूप में फॉर्मिक एसिड (पीएच 3.5) के साथ 130 डिग्री पर काम करती हैं। एसिड वातावरण में संक्षारण प्रतिरोध के लिए टाइटेनियम हीटिंग शीथ निर्दिष्ट हैं। समय के साथ धीरे-धीरे नष्ट होने वाली कई धातुओं के विपरीत, टाइटेनियम की निष्क्रिय ऑक्साइड परत (TiO₂) में रंगाई चक्रों के बीच पूरी तरह से पुनर्जीवित होने की असामान्य क्षमता होती है। प्रत्येक चक्र में फॉर्मिक एसिड का हमला ऑक्साइड परत को कुछ हद तक पतला कर सकता है (प्रत्येक वर्ष 0.01-0.03 मिमी के बराबर)। ठंडा होने के दौरान, चक्रों के बीच जल निकासी और धुलाई के दौरान, ताजा ऑक्सीजन और पानी टाइटेनियम की सतह को छूते हैं और एक पूर्ण, स्थिर ऑक्साइड परत को बहाल करते हैं। इस स्व-उपचार गुण के परिणामस्वरूप थोड़ा संचयी क्षरण होता है और दीवार की मोटाई की आवश्यकताएं स्थिर अवस्था क्षरण के बजाय यांत्रिक बलों और दुर्लभ रासायनिक भ्रमण द्वारा निर्धारित होती हैं। यह शोध पुनर्जनन तंत्र और निरंतर सेवा की तुलना में दीवार की मोटाई कम होने का कारण बताता है।

यांत्रिक अखंडता पर प्रभाव: ऑक्साइड परत पुनर्जनन का तंत्र
हवा में टाइटेनियम पर निष्क्रिय फिल्म लगभग 5 से 10 एनएम मोटी होती है। पीएच 3.5 और 130 डिग्री पर फॉर्मिक एसिड में ऑक्साइड परत 0.2-0.5 एनएम/घंटा की दर से धीरे-धीरे घुल जाती है, जिससे 0.01-0.03 मिमी/वर्ष के बराबर धातु की हानि होती है। यदि यह घुलना स्थिर होता, तो 1.0 मिमी मोटी दीवार का संक्षारण भत्ता जीवन 33-100 वर्ष होता, जो वर्तमान में पर्याप्त है। अच्छी खबर यह है कि, रंगाई चक्रों के बीच (प्रत्येक चक्र आम तौर पर 2-4 घंटे का होता है, ठंडा होने, निकालने और धोने में 30-60 मिनट लगते हैं), टाइटेनियम की सतह हवा और परिवेश-तापमान वाले पानी के संपर्क में आती है। ऐसी स्थितियों में ऑक्साइड फिल्म कुछ ही मिनटों में अपनी पूरी मोटाई में बदल जाएगी। पुनर्जनन प्रतिक्रिया: 2Ti + O2 → 2TiO2 (वायु) या 2Ti + 2H2O → 2TiO2 + 2H2 (जल)। नई ऑक्साइड परत पुरानी की तरह ही सुरक्षात्मक और संरचित है। इसलिए प्रति चक्र शुद्ध धातु हानि पूरे चक्र के दौरान कुल विघटन नहीं है, बल्कि ऑक्साइड परत के प्रवेश से पहले उच्च तापमान एसिड के संपर्क में आने पर हुआ विघटन है। ऑक्साइड परत धातु की सतह से लगातार पुनर्जीवित होती है, इसलिए धातु की वास्तविक खपत कम होती है।

परिवेशीय वातावरण में 130 डिग्री सेल्सियस फॉर्मिक एसिड (पीएच 3.5) में चक्रित टाइटेनियम के इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईआईएस) परीक्षणों से पता चलता है कि निष्क्रिय फिल्म प्रतिरोध वायु संपर्क के 10 मिनट में मूल मूल्य के 95% तक पहुंच जाता है। 1,000 चक्रों (उत्पादन के 3-5 वर्ष) के बाद, कुल एकीकृत धातु हानि 0.005 मिमी है, जो एक मुश्किल से ध्यान देने योग्य मूल्य है।

थर्मल प्रदर्शन प्रभाव: कोई संचयी प्रभाव नहीं।
पुनर्जनन प्रक्रिया थर्मल प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करती है। गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित करने के लिए ऑक्साइड परत बहुत पतली (10 एनएम) है। प्रवाहकीय प्रतिरोध दीवार की मोटाई का एक कार्य है, हालांकि पुनर्जनन प्रक्रिया द्वारा टाइटेनियम की तापीय चालकता और सतह उत्सर्जन में कोई बदलाव नहीं होता है।

व्यापार को संश्लेषित करना{{0}बंद: पुनर्जनन के साथ आवश्यक दीवार की मोटाई
एक्सपोज़र स्थिति संक्षारण दर (मिमी/वर्ष समतुल्य) आवश्यक दीवार (मिमी) 10-वर्षीय जीवन नोट्स
स्थिर विसर्जन (साइकलिंग नहीं)0.02 मिमी/वर्ष 0.8 मिमी स्वीकार्य
पुनर्जनन के साथ बैच साइकिलिंग (1,000 चक्र/वर्ष) 0.005 मिमी/वर्ष (संचयी समतुल्य) 0.6 मिमी पुनर्जनन से नेट आक्रमण कम हो जाता है
समसामयिक एसिड अपसेट (पीएच 2.0, 2 घंटे) 0.10 मिमी/अपसेट 1.0 मिमी (10 अपसेट की उम्मीद) अपसेट के लिए अनुमति देने की आवश्यकता है
यांत्रिक हैंडलिंग आवश्यकता एन/ए 0.8 से 1.0 मिमी (न्यूनतम) डेंट के लिए प्रतिरोध
रंगाई वस्त्रों के लिए अनुशंसितपुनर्जनन सक्रिय डिफ़ॉल्ट 1.0 मिमी
यांत्रिक मजबूती के लिए (कपड़े के हिलने-डुलने, इंस्टॉलेशन हैंडलिंग से डेंट का प्रतिरोध) के लिए नवीनीकरण के साथ भी 0.8-1.0 मिमी की न्यूनतम दीवार मोटाई की सिफारिश की जाती है। पतली दीवारें (0.5-0.7 मिमी) जंग के लिए सैद्धांतिक रूप से पर्याप्त हो सकती हैं लेकिन कपड़ा रंगाई मशीन सेवा के लिए बहुत भंगुर हो सकती हैं।

दीवार से परे इंजीनियरिंग: एसिड कैरीओवर और रिंस वॉटर क्वालिटी
पुनर्जनन तंत्र चक्रों के बीच कुल्ला जल की गुणवत्ता पर आधारित है। कुल्ला करने के पानी में क्लोराइड (शहर का पानी या डाई समाधान के अपर्याप्त निष्कासन से) पुन: पारित होने में बाधा उत्पन्न कर सकता है। क्लोराइड आयन टाइटेनियम की सतह पर सोख लेते हैं और पूर्ण ऑक्साइड पुनर्जनन में देरी या बाधा डाल सकते हैं। यदि विआयनीकृत या रिवर्स ऑस्मोसिस पानी का उपयोग किया जाता है तो कुल्ला चक्र त्वरित और पूर्ण होगा। इसके अलावा, एसिड कैरीओवर - दरारों में या जमाव के नीचे फंसा फॉर्मिक एसिड - हवा के संपर्क के समय के दौरान टाइटेनियम को नष्ट करना जारी रखता है। हवा के संपर्क में आने से पहले हीटर की सतह की उचित जल निकासी और छिड़काव से इस जोखिम से बचा जा सकता है। दीवार की मोटाई इतनी होनी चाहिए कि संभावित एसिड कैरीओवर के लिए थोड़ी छूट (0.2 से 0.3 मिमी) मिल सके।

निष्कर्ष: पुनर्जनन के कारण 1.0 मिमी की दीवार पर्याप्त है
130 डिग्री पर फॉर्मिक एसिड (पीएच 3.5) का उपयोग करने वाली एक कपड़ा रंगाई मशीन में टाइटेनियम हीटिंग शीथ की ऑक्साइड परत ठंडा होने, निकालने और धोने के दौरान प्रत्येक मरने वाले चक्र के बीच पूरी तरह से पुनर्जीवित हो जाती है। यह स्व-उपचार गुण संचयी गिरावट को रोकता है, और शुद्ध संक्षारण दर को 0.005 मिमी प्रति वर्ष या उससे कम कर देता है - जो निरंतर विसर्जन में समान दर से काफी कम है। 1.0 मिमी की दीवार की मोटाई 100 वर्षों से अधिक संक्षारण भत्ता की अनुमति देती है, जो रंगाई प्रक्रिया के लिए 10-15 वर्षों के नियोजित जीवन से काफी अधिक है। इस प्रकार दीवार की मोटाई संक्षारण प्रतिरोध के बजाय यांत्रिक मजबूती (कपड़ा आंदोलन के कारण होने वाले डेंट को रोकने के लिए) प्रदान करने के लिए चुनी जाती है। अनुशंसित विशिष्टता ग्रेड 2 टाइटेनियम शीथ, 1.0 मिमी दीवार मोटाई, चक्रों के बीच विआयनीकृत पानी के कुल्ला के साथ है। मोटी दीवारें (1.5-2.0 मिमी) संक्षारण सुरक्षा में योगदान नहीं करती हैं और लागत और वजन बचाने के लिए इससे बचा जाना चाहिए। कपड़ा रंगाई मशीनों के लिए हीटर निर्दिष्ट करते समय पुनर्जनन के मानदंडों को पूरा करने की गारंटी के लिए चक्र आवृत्ति और कुल्ला पानी की गुणवत्ता का उल्लेख करें, लेकिन मानक के रूप में 1.0 मिमी, संक्षारण पर्याप्त मोटाई चुनें।