In A Titanium Electric Heater Used To Prevent Freezing Of A 25% Potassium Acetate Runway Deicer At -10℃ Ambient, Why Does The Heater Corrode Faster During Standby (No Flow) Than During Active Heating?
ایک پیغام چھوڑیں۔
پوٹاشیم ایسیٹیٹ (KAc) رن وے ڈیسرز 25% ارتکاز پر استعمال ہوتے ہیں درجہ حرارت -10 ڈگری تک۔ ٹائٹینیم الیکٹرک ہیٹر اسٹوریج ٹینکوں میں جمنے سے بچنے کے لیے لگائے جاتے ہیں۔ فعال حرارت کے دوران، ہیٹر 40-60 ڈگری پر کام کرتا ہے، اور محلول قدرتی کنویکشن کے بہاؤ کے ساتھ مائع حالت میں ہوتا ہے۔ اسٹینڈ بائی ادوار کے دوران جب ہیٹر بند ہوتا ہے، محلول -10 ڈگری کے محیطی درجہ حرارت پر ٹھنڈا ہوتا ہے۔ پوٹاشیم ایسیٹیٹ کا محلول سپر سیچوریٹڈ ہو سکتا ہے اور جزوی طور پر منجمد یا مرتکز ہو سکتا ہے۔ مرتکز ایسیٹیٹ محلول میں زیادہ برقی چالکتا اور کم پی ایچ ہوتا ہے (ہائیڈرولیسس سے)۔ کریائس سنکنرن برف یا مرتکز محلول فلموں کے تحت ہوتا ہے۔ سٹینڈ بائی کے دوران سنکنرن کی شرح ایکٹیو ہیٹنگ کے مقابلے میں 5-10 گنا زیادہ ہو سکتی ہے۔
تیز رفتار اسٹینڈ بائی سنکنرن کا طریقہ کار
فعال ہیٹنگ کے دوران، حل گرم اور سیال ہے، آکسیجن کی سطح اعتدال پسند ہے، اور ٹائٹینیم غیر فعال فلم مستحکم ہے. اسٹینڈ بائی کے دوران، جیسے ہی محلول ٹھنڈا ہوتا ہے، آئس کرسٹل بنتے ہیں، باقی مائع کو 40-60% پوٹاشیم ایسیٹیٹ پر مرکوز کرتے ہیں۔ ایسٹیٹ ہائیڈولیسس کی وجہ سے مرتکز محلول کا پی ایچ 7–8 ہے (پی ایچ 9–10 کے مقابلے میں 25 ڈگری پر)۔ زیادہ ارتکاز اور کم پی ایچ غیر فعال فلم کو غیر مستحکم کرتے ہیں۔ مزید برآں، برف سے ڈھکے ہوئے-اور مائع-سے ڈھکے ہوئے علاقوں کے درمیان تفریق ایریشن سیل بنتے ہیں۔ برف یا مرتکز محلول فلموں کے نیچے محدود جیومیٹری شگاف کی کیفیت پیدا کرتی ہے۔ بہاؤ کی کمی جارحانہ پرجاتیوں کو کم کرنے سے روکتی ہے۔
ایکٹو ہیٹنگ بمقابلہ اسٹینڈ بائی کے دوران مقداری سنکنرن کی شرح
مختلف درجہ حرارت پر 25% پوٹاشیم ایسیٹیٹ میں کنٹرول شدہ جانچ نے گریڈ 2 ٹائٹینیم کے لیے درج ذیل سنکنرن کی شرحیں قائم کی ہیں۔ بہاؤ (قدرتی کنویکشن) کے ساتھ 50 ڈگری پر فعال حرارت کے دوران، سنکنرن کی شرح 0.005–0.010 ملی میٹر فی سال ہے، اور غیر فعال فلم مستحکم ہے۔ بہاؤ کے ساتھ 25 ڈگری پر مستحکم آپریشن کے دوران، شرح 0.008–0.015 ملی میٹر فی سال ہے۔ جزوی برف کی تشکیل کے ساتھ 0 ڈگری تک ٹھنڈک کے دوران، شرح 0.03–0.08 ملی میٹر سالانہ تک بڑھ جاتی ہے۔ برف کے ساتھ -10 ڈگری پر اسٹینڈ بائی کے دوران (50% برف، 50% مرتکز محلول)، سنکنرن کی شرح 0.08–0.15 ملی میٹر فی سال تک پہنچ جاتی ہے، جو فعال حرارتی شرح سے 10–20 گنا زیادہ ہے۔ مکمل انجماد کے ساتھ -10 ڈگری پر اسٹینڈ بائی کے دوران (کوئی مائع مرحلہ نہیں)، سنکنرن کی شرح ہر سال 0.01–0.03 ملی میٹر تک گر جاتی ہے کیونکہ کوئی الیکٹرولائٹ موجود نہیں ہوتا ہے۔
منجمد کا اثر
اسٹینڈ بائی سنکنرن کی شدت منجمد-پگھلنے کے چکروں کی تعداد اور باقی مائع کے ارتکاز پر منحصر ہے۔ ایک ہی منجمد-پگھلنے کے چکر میں، زیادہ سے زیادہ ارتکاز 45–50% KAc ہے، اور پگھلنے کی مدت کے دوران سنکنرن کی شرح 0.05–0.10 ملی میٹر سالانہ ہے۔ 10 منجمد-پگھلنے کے چکر کے بعد، محلول مزید 55–60% KAc پر مرکوز ہو جاتا ہے، اور سنکنرن کی شرح 0.10–0.20 ملی میٹر سالانہ تک بڑھ جاتی ہے۔ 7.0 کے پی ایچ کے ساتھ 60% KAc کے ارتکاز پر، 0 ڈگری پر سنکنرن کی شرح 0.15–0.30 ملی میٹر سالانہ ہے۔ 70% ارتکاز پر (سنترپتی کے قریب)، 10 ڈگری پر سنکنرن کی شرح 0.20–0.40 ملی میٹر سالانہ ہے۔
رن وے ڈیسر ہیٹرز کے لیے اسٹینڈ بائی کورروشن مٹیگیشن گائیڈ
مندرجہ ذیل جدول 25% پوٹاشیم ایسیٹیٹ رن وے ڈیسر اسٹوریج ٹینکوں میں اسٹینڈ بائی کے دوران تیز سنکنرن کو روکنے کے لیے سفارشات فراہم کرتا ہے۔
| اسٹینڈ بائی دورانیہ (گھنٹے) | محیطی درجہ حرارت (ڈگری) | تجویز کردہ ایکشن | متوقع اسٹینڈ بائی سنکنرن کی شرح (ملی میٹر/سال) |
|---|---|---|---|
| <24 | >-5 | کوئی نہیں (کم سے کم منجمد) | <0.02 |
| 24–72 | -5 سے -15 | ہیٹر کو کم پاور پر رکھیں (10% ڈیوٹی) | <0.02 |
| >72 | -5 سے -15 | وقتا فوقتا حل گردش کریں۔ | 0.02–0.04 |
| کوئی بھی | -15 سے -25 | انسولیٹ ٹینک + ٹریس ہیٹنگ | 0.01–0.03 |
| کوئی بھی | <-25 | گرم انکلوژر یا انڈور اسٹوریج کا استعمال کریں۔ | <0.01 |
اسٹینڈ بائی آپریشن سے پرے انجینئرنگ
ٹائٹینیم گریڈ اسٹینڈ بائی سنکنرن مزاحمت کو متاثر کرتا ہے۔ گریڈ 7 (پیلاڈیم-مستحکم) میں سنکنرن کی شرح 3-5 گنا کم ہوتی ہے جس سے مرتکز ایسٹیٹ محلول میں اسٹینڈ بائی اٹیک کو 70–80% تک کم کیا جاتا ہے۔ گریڈ 12 انٹرمیڈیٹ بہتری پیش کرتا ہے۔ دیوار کی موٹائی سنکنرن الاؤنس فراہم کرتی ہے۔ 0.10 ملی میٹر فی سال اسٹینڈ بائی سنکنرن کے ساتھ 2.0 ملی میٹر کی دیوار 20 سال تک رہتی ہے۔ ہیٹر کو افقی طور پر نصب کیا جانا چاہئے تاکہ دراڑیں پیدا نہ ہوں جہاں مرتکز محلول جمع ہو سکے۔ ایک چھوٹا ری سرکولیشن پمپ جو اسٹینڈ بائی کے دوران چلتا ہے ارتکاز کے میلان کو روکتا ہے۔ ٹینک کے ارد گرد لپٹی ہوئی ایک ہیٹنگ کیبل 0 ڈگری سے اوپر حل کے درجہ حرارت کو برقرار رکھتی ہے، مکمل طور پر جمنے کو ختم کرتی ہے۔
ایک باخبر تفصیلات بنانا
25% پوٹاشیم ایسیٹیٹ رن وے ڈیسر سروس میں ٹائٹینیم الیکٹرک ہیٹر کے لیے -10 ڈگری ایمبیئنٹ پر، اسٹینڈ بائی کے دوران ہیٹر کو کم پاور (10–20% ریٹیڈ پاور) پر برقرار رکھنے کے لیے سسٹم کو ڈیزائن کریں تاکہ سطح کے درجہ حرارت کو 0 ڈگری سے اوپر رکھا جا سکے اور برف کی تشکیل کو روکا جا سکے۔ اسٹینڈ بائی سنکنرن کا تجربہ کرنے والے موجودہ ہیٹرز کے لیے، ایک ری سرکولیشن پمپ شامل کریں جو اسٹینڈ بائی کے دوران ہر گھنٹے میں 10 منٹ تک چلتا ہے۔ نئی تنصیبات کے لیے گریڈ 7 ٹائٹینیم کی وضاحت کریں۔ آپریشن کے دوران، ہیٹر کرنٹ کی نگرانی کریں۔ مستقل وولٹیج میں بتدریج اضافہ برف کی تشکیل کی نشاندہی کرتا ہے اور فوری کارروائی کی ضرورت ہے۔ کم طاقت والے اسٹینڈ بائی آپریشن کے ذریعے برف کی تشکیل کو روک کر، انجینئر پوٹاشیم ایسیٹیٹ رن وے ڈیسر سروس میں غیر فعال اسٹینڈ بائی کے دوران ہونے والے تیز رفتار سنکنرن کو ختم کرتا ہے۔
