گریڈ 12 کے ٹائٹینیم ہیٹنگ کوائل کے لیے 20% امونیم بیسلفیٹ سلوشن میں 110 ڈگری پر، تیزاب کی خرابی کے بعد ہوا میں نمائش کا وقت (1 گھنٹہ بمقابلہ. 24 گھنٹے) کیسے بدلتا ہے؟

امونیم بیسلفیٹ (NH 4 HSO 4 ) 20% ارتکاز اور 110 ڈگری کے محلول کچھ کیمیائی عملوں اور فلو گیس ڈی سلفرائزیشن میں استعمال کیے جاتے ہیں۔ گریڈ 12 ٹائٹینیم (Ti-0.3Mo-0.8Ni) تیزاب کو کم کرنے میں بہتر سنکنرن مزاحمت رکھتا ہے کیونکہ مولبڈینم اور نکل کے اضافے سے غیر فعال فلم کے استحکام میں اضافہ ہوتا ہے۔ گریڈ 12 پر غیر فعال فلم عام حالات میں مستحکم ہوتی ہے، لیکن تیزابیت کے دوران جب مقامی پی ایچ 4 سے 1.5 تک کم ہو جاتا ہے، تو فلم لمحہ بہ لمحہ ٹوٹ سکتی ہے۔ دوبارہ منتقلی کی شرح، یعنی اپ سیٹ کے بعد غیر فعال فلم کی تشکیل نو کی رفتار، پریشان ہونے سے پہلے ہوا کے سامنے آنے کے وقت پر منحصر ہے۔ 1 گھنٹہ (1-2nm) کے مختصر پری ایکسپوژر کے مقابلے میں 24 گھنٹے کا توسیع شدہ پری{21}}ایکسپوژر ٹائم ایک موٹا اور زیادہ مستحکم ہوا سے بننے والا آکسائڈ (3-5nm) بناتا ہے۔ موٹا آکسائڈ زیادہ تیزی سے دوبارہ منتقلی کی اجازت دیتا ہے اور تین کے عنصر سے پریشان ہونے کے دوران مربوط سنکنرن چارج کو کم کرتا ہے۔

گریڈ 12 ٹائٹینیم ہوا کو گاڑھا کرنے کا طریقہ کار-آکسائڈ بنتا ہے

محیط درجہ حرارت پر گریڈ 12 ٹائٹینیم پر مقامی آکسائیڈ ہوا میں وقت کے ساتھ ساتھ لوگاریتھمک طور پر بڑھتا ہے۔ ہوا میں 1 گھنٹہ کی نمائش کے بعد آکسائیڈ کی موٹائی تقریباً 1.5-2.0 nm ہوتی ہے اور اس میں مولبڈینم اور نکل آکسائیڈز (MoO₃, NiO) ہوتے ہیں جو استحکام کو فروغ دیتے ہیں۔ موٹائی 24 گھنٹے کے بعد 3.0–4.0 nm تک پہنچ جاتی ہے۔ 7 دنوں کے بعد، موٹائی 5-6 nm تک پہنچ رہی ہے۔ 1 گھنٹہ پہلے کی نمائش کے بعد بننے والا پتلا آکسائیڈ تیزاب کی خرابی کے دوران آسانی سے گھل جاتا ہے، اس طرح بنیادی دھات کو زیادہ دیر تک فعال سنکنرن کے سامنے لاتا ہے۔ زیادہ مضبوط 24 گھنٹے پری ایکسپوژر آکسائیڈ صرف جزوی طور پر گھل جاتی ہے لیکن فوری اصلاح کی اجازت دینے کے لیے ملاوٹ کرنے والے عناصر کے ساتھ ایک نمونہ دار سطح فراہم کرتی ہے۔ دوبارہ منتقلی کا وقت وہ وقت ہے جو سنکنرن موجودہ کثافت کے 10 µA/cm2 سے نیچے گرنے کے لیے لیا جاتا ہے جب پریشان کن حالت کو ہٹا دیا جاتا ہے۔

تیزابیت کی خرابی کے بعد مقداری واپسی کی شرح

کنٹرول شدہ ٹیسٹ 20% NH₄HSO₄ میں 110 ڈگری (عام pH 4.0) پر کیے گئے تھے جس میں 1 گھنٹے کے لیے سلفیورک ایسڈ کے اضافے سے pH 1.5 تک تیزاب ہو گیا تھا اور اس کے بعد pH 4.0 پر واپس آ گیا تھا۔ Repassivation رویہ مختلف نمائشی اوقات کے لیے مختلف دکھایا گیا تھا۔ آکسائیڈ کی موٹائی 1.5-2.0 nm ہے جس میں 1 گھنٹہ ہوا میں پری-نمائش ہے۔ پریشان ہونے کے دوران سنکنرن چارج 15-25 mC/cm² ہے۔ جب پی ایچ کو واپس 4.0 پر لایا جاتا ہے تو دوبارہ منتقلی کی مدت 5-12 منٹ ہے، اور فی اپ سیٹ دھات کا کل نقصان 0.5-0.8 µm ہے۔ پری ایکسپوژر کے 6 گھنٹے کے بعد آکسائیڈ کی موٹائی 2.5–3.0 nm ہے، سنکنرن چارج 10–15 mC/cm2 ہے، دوبارہ منتقلی کا وقت 3–6 منٹ ہے اور دھات کا نقصان 0.3–0.5 µm فی پریشان ہے۔ 24 گھنٹے پہلے کی نمائش کے ساتھ، آکسائیڈ کی موٹائی 3.0-4.0 nm ہے، سنکنرن چارج 5-10 mC/cm^2 ہے، دوبارہ منتقلی کا وقت 2-4 منٹ تک کم ہو جاتا ہے اور دھات کا نقصان 0.15-0.30 µm فی اپ سیٹ ہو جاتا ہے۔ 7 دنوں کی پیشگی نمائش کے نتیجے میں 5-6 nm آکسائڈ موٹائی، سنکنرن چارج کی کمی 3-6 mC/cm2، 1-2 منٹ کی دوبارہ منتقلی کا وقت اور صرف 0.10-0.20 µm فی پریشان دھات کا نقصان ہوتا ہے۔ اس کے برعکس، ایک تازہ اچار والی سطح، جس میں ہوا کی بہت کم یا کوئی نمائش ہوتی ہے اور آکسائیڈ فلم کی موٹائی 0.5 nm سے کم ہوتی ہے، اس کا سنکنرن چارج 30-50 mC/cm2 ہوتا ہے، 15-30 منٹ کی دوبارہ منتقلی کی مدت اور 1.0-1.5 µm فی پریشان دھات کا نقصان ہوتا ہے۔

مجموعی نقصان پر پریشان ہونے کی شدت اور سائیکلوں کی تعداد کا اثر

نمائش سے پہلے-زیادہ طویل، زیادہ شدید یا طویل پریشانیوں کے لیے اتنا ہی زیادہ فائدہ۔ مثال کے طور پر، 0.5 گھنٹے کے لیے پی ایچ 1.5 اپ سیٹ ہونے کی وجہ سے 1 گھنٹہ پہلے کی نمائش کے ساتھ ایک ٹیوب 0.4–0.6 µm دھات کھو دیتی ہے جب کہ 24 گھنٹے پہلے-کی نمائش والی ٹیوب صرف 0.12–0.25 µm کھو دیتی ہے۔ 2.0-گھنٹوں میں pH 1.5 پر اپ سیٹ، 1-گھنٹہ پہلے-نمودار نمونہ 0.8-1.2 µm کھو دیتا ہے، جب کہ 24-گھنٹوں کا نمونہ 0.20-0.35 µm کھو دیتا ہے۔ 1.0 گھنٹے کے لیے pH 1.2 پر زیادہ شدید اپ سیٹ کے لیے، 24 گھنٹے پری ایکسپوژر کا نمونہ 0.30-0.50 µm کھو دیتا ہے، پھر بھی 1 گھنٹے کے نمونے سے بہت کم ہلکے حالات میں کھو جائے گا۔ مسلسل کئی حادثات میں دھات کا کل نقصان عملاً نقصانات کا مجموعہ ہے۔ مثال کے طور پر، پی ایچ 1.5 پر 1 گھنٹہ فی سال 50 اپ سیٹس والا ہیٹر 1 گھنٹہ پری ایکسپوزر کے ساتھ 25–40 µm فی سال کھو دے گا، لیکن 24 گھنٹے پری ایکسپوزر کے ساتھ 7.5–15 µm فی سال۔

گریڈ 12 کے ہیٹرز کے لیے پری-ایکسپوزر ایسڈ اپ سیٹ ٹولرنس مینجمنٹ

ساتھ دیا گیا جدول پیشگی اپ سیٹ فریکوئنسی کے فنکشن کے طور پر سروس شروع کرنے سے پہلے کم از کم- نمائش کے وقت اور 110 ڈگری پر 20% NH4HSO4 میں مطلوبہ ہیٹر لائف کے بارے میں سفارشات دیتا ہے۔

فی سال متوقع اپ سیٹس تجویز کردہ کم از کم پری-سروس سے پہلے ایکسپوژر ٹائم (گھنٹے) 24 مطلوبہ سروس لائف (سال) 1-5 10 متوقع میٹل لاسس فی اپ سیٹ (ملی میٹر) 0.15-0.30 کل میٹل لاسز اوور لائف (ملی میٹر) 0.015-0.030
5–20 5 48 گھنٹے 0.12–0.25 0.012–0.025
20-50 3 7 days 0.10-0.20 0.015-0.030 50-100 2 7 days plus controlled start-up 0.10-0.20 0.020-0.040 >100 1 تجویز کردہ نہیں-دوبارہ ڈیزائن کرنے کا عمل N/AN/A
انجینرنگ بیونڈ پری{{0} ایکسپوزر کنٹرول

repassivation سختی سے خود ٹائٹینیم گریڈ پر منحصر ہے۔ گریڈ 12 کا مقصد تیزاب کو کم کرنا ہے۔ گریڈ 2 میں 5-10 گنا زیادہ دھات کا نقصان فی پریشان ہوگا یہاں تک کہ 24 گھنٹے پہلے-کی نمائش کے ساتھ۔ دیوار کی موٹائی سنکنرن الاؤنس دیتی ہے، 0.20 µm فی اپ سیٹ کے ساتھ 2.0 ملی میٹر کی دیوار 10,000 اپ سیٹ لے سکتی ہے، عام عمل کے تجربے سے کہیں زیادہ۔ نمائش سے پہلے ماحول اہم ہے؛ خشک ہوا میں 50 ڈگری پر نمائش سے پہلے آکسائڈ 25 ڈگری کے مقابلے میں 2–3 گنا زیادہ تیزی سے گاڑھا ہو جاتا ہے۔ آکسیجن سے پہلے کی نمائش-فروغ ماحول (خالص O 2 ) آکسائیڈ کی موٹائی میں 5 گنا تیزی سے اضافہ کرتی ہے۔ اگر ہیٹر پہلے سے ہی ایک غیر فعال فلم کی تشکیل کے ساتھ استعمال میں ہے، تو پہلے پریشان ہونے سے پہلے کی نمائش کا وقت کم اہم ہے کیونکہ سروس میں بننے والی فلم پہلے ہی موٹی ہے۔

ایک باخبر تفصیلات کی تعمیر

تنصیب کے بعد اور پہلی توانائی سے پہلے، 110 ڈگری پر 20% امونیم بیسلفیٹ میں استعمال ہونے والی گریڈ 12 کے ٹائٹینیم ہیٹنگ کوائل کو 110 ڈگری پر ممکنہ ایسڈ اپ سیٹس کے ساتھ کم از کم 24 گھنٹوں کے لیے صاف، خشک ہوا میں 20-30 ڈگری پر ظاہر ہونا چاہیے۔ سال میں 20 سے زیادہ پریشان ہونے کے لیے، 7 دنوں کا پری{11}}ایکسپوژر قائم کریں۔ نمائش سے پہلے کی مدت کے بعد، ہیٹر کو 50% پاور پر 4 گھنٹے کے لیے معمول کے pH 4.0 محلول میں چلائیں تاکہ فلم کو مکمل پاور آپریشن شروع کرنے سے پہلے مزید مستحکم کیا جا سکے۔ موجودہ ہیٹر کے لیے پہلے سے-ایکسپوز نہیں ہوتے ہیں، 5% نائٹرک ایسڈ کا استعمال کرتے ہوئے 2 گھنٹے تک 50 ڈگری پر گردش کرتے ہوئے کنٹرول شدہ پاسیویشن انجام دیں، پھر 24 گھنٹے تک دھو کر ایئر ایکسپوز کریں۔ انجینئر تیزابیت کی خرابی کے حالات کے دوران تیزی سے دوبارہ منتقلی کی اجازت دینے کے لیے ہوا میں پیشگی نمائش کے لیے کافی وقت دیتا ہے۔ اس طرح مجموعی دھاتی نقصان کو کم سے کم کرنا اور امونیم بیسلفیٹ سروس میں گریڈ 12 ٹائٹینیم ہیٹنگ کوائلز کی زندگی کو بڑھانا۔