20% ہائیڈروکلورک ایسڈ کو ابالنے کے لیے ٹائٹینیم الیکٹرک ہیٹنگ ٹیوب کا استعمال کرتے وقت، تیزاب کی تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح نازک پٹنگ کے درجہ حرارت کو کیسے بدلتی ہے؟

زیادہ تر دھاتیں تقریباً 105 ڈگری کے درجہ حرارت پر 20% HCl ابالنے میں زیادہ جارحانہ ہوتی ہیں۔ تیزی سے فعال سنکنرن کی وجہ سے عام طور پر HCl کے استعمال کے لیے ٹائٹینیم کی سفارش نہیں کی جاتی ہے۔ تاہم، دیگر ایپلی کیشنز کو مختصر یا ریگولیٹڈ ایکسپوژر کی ضرورت ہوتی ہے جیسے کہ ٹائٹینیم کے پرزوں کی پکلنگ لائنز یا مخصوص کیمیائی طریقہ کار۔ ان محدود شرائط کے تحت، تیزاب میں تحلیل شدہ آکسیجن کا ارتکاز یہ طے کرنے کا بنیادی معیار بن جاتا ہے کہ آیا ٹائٹینیم مختصر مدت کی خدمت کو بھی برداشت کر سکتا ہے۔ آکسیجن کیتھوڈک ڈیپولرائزر کے طور پر کام کرتا ہے اور ٹائٹینیم کی سطح کی صلاحیت کو غیر فعال علاقے میں منتقل کرتا ہے۔ کریٹیکل پٹنگ ٹمپریچر (CPT)-درجہ حرارت جس سے اوپر مستحکم پٹنگ شروع ہوتی ہے-گذشتہ آکسیجن کے ارتکاز کے ساتھ کافی بڑھ جاتی ہے۔ ٹائٹینیم کا حملہ کمرے کے درجہ حرارت پر 20% HCl میں ہوتا ہے۔ آکسیجن کے 1 atm جزوی دباؤ پر 20% HCl میں CPT تقریباً 80 ڈگری پر چڑھ جاتا ہے، جو اب بھی ابلنے سے نیچے ہے، لیکن کچھ محدود کم درجہ حرارت کی خدمت کے لیے کافی زیادہ ہے۔

ہائیڈروکلورک ایسڈ میں آکسیجن-انحصار گزرنے کا طریقہ کار

ٹائٹینیم کو اپنی غیر فعال TiO2 فلم کو برقرار رکھنے کے لیے آکسائڈائزنگ ماحول کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہائیڈروکلورک ایسڈ ایک کم کرنے والا ایجنٹ ہے، اور کلورائد آئن کسی بھی آکسائیڈ کی خامیوں پر بھرپور طریقے سے حملہ کرتے ہیں۔ تیزاب میں محلول میں موجود آکسیجن فلم کی بحالی کے لیے ضروری آکسیڈائزنگ صلاحیت فراہم کرتی ہے۔ ٹائٹینیم کی سطح پر آکسیجن کی کمی واقع ہو رہی ہے: O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O۔ یہ کیتھوڈک رد عمل سطح کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے اور اس وجہ سے ٹائٹینیم کی تحلیل کو روکتا ہے۔ اگر تحلیل شدہ آکسیجن کا ارتکاز ایک اہم قدر تک کم ہو جائے تو آکسیجن کی کمی کی وجہ سے کیتھوڈک کرنٹ ٹائٹینیم کی تحلیل کی وجہ سے انوڈک کرنٹ کی تلافی نہیں کر سکتا۔ سطح کی صلاحیت فعال خطے میں گر جاتی ہے اور یکساں سنکنرن یا پٹنگ شروع ہو جاتی ہے۔ اہم پٹنگ درجہ حرارت وہ درجہ حرارت ہے جس پر غیر فعال فلم کے ٹوٹنے کی شرح کسی دیے گئے آکسیجن ارتکاز میں آکسیجن کی مدد سے دوبارہ منتقلی کی شرح سے زیادہ ہے۔

تحلیل شدہ آکسیجن کے ساتھ کریٹیکل پٹنگ ٹمپریچر کی مقداری تبدیلی

ماحولیاتی دباؤ پر 20% HCl میں گریڈ 2 ٹائٹینیم کی CPT قدریں کنٹرول شدہ جانچ سے ذیل میں دی گئی ہیں:

تحلیل شدہ آکسیجن <0.5 پی پی ایم (ڈیئریٹڈ، N2-صاف) CPT <25 ڈگری۔ کمرے کے درجہ حرارت پر ٹائٹینیم - جارحانہ سنکنرن۔ سنکنرن کی شرح 2-5 ملی میٹر/سال۔ کسی بھی گرم سروس کے لئے سفارش نہیں کی جاتی ہے.

2–5 پی پی ایم پر تحلیل شدہ آکسیجن (ہوا-1 atm پر سیر ہوتی ہے، عام کھلا برتن): CPT 45–50 ڈگری۔ 45 ڈگری سے نیچے غیر فعال رویہ، سنکنرن کی شرح<0.1 mm/year. Pitting starts within hours at temperatures above 50 °C. Attack is quick and devastating at boiling (105°C).

CPT 60-65 ڈگری)۔ 10-15 پی پی ایم پر تحلیل شدہ آکسیجن (1 atm پر آکسیجن اسپارڈ)۔ 60 ڈگری پر قابل قبول لیکن ابلتے ہوئے درجہ حرارت پر نہیں۔ 65 ڈگری پر 100 گھنٹے کے بعد پٹنگ کی گہرائی 0.5 ملی میٹر۔

تحلیل شدہ آکسیجن 30-40 پی پی ایم (آکسیجن 3 اے ٹی ایم جزوی دباؤ، دباؤ والا نظام)۔ CPT 75-80 ڈگری 75 ڈگری پر سطح غیر فعال رہتی ہے. 20% HCl 105oC پر (1 atm) ابلتے ہوئے ابھی بھی نیچے

Dissolved oxygen >50 ppm (خالص آکسیجن 5 atm سے کم، مخصوص سامان): CPT 85-90 ڈگری۔ ماحول کے دباؤ پر ابلتے درجہ حرارت تک نہیں پہنچتا بلکہ اس تک پہنچ جاتا ہے۔ DO کو برقرار رکھنے کے لیے دباؤ والے نظام کی ضرورت ہے۔

20% ہائیڈروکلورک ایسڈ کو ابالنے میں خدمت کے عملی مضمرات

وایمنڈلیی دباؤ پر ابلتے ہوئے 20% HCl کا بلک درجہ حرارت 105 ڈگری ہے۔ 1 atm کے جزوی دباؤ پر تحلیل شدہ آکسیجن کی کوئی بھی مقدار CPT کو 105 ڈگری . 65 ڈگری تک نہیں بڑھا سکتی ہے جو 1 atm پر آکسیجن-سیچوریٹڈ ایسڈ کے ساتھ ممکن سب سے زیادہ CPT ہے۔ لہٰذا، آکسیجن اسپرجنگ سے قطع نظر، 20% HCl کو ابالنے کے لیے گریڈ 2 ٹائٹینیم کا استعمال بنیادی طور پر نامناسب ہے۔ 1 atm سے زیادہ آکسیجن کے جزوی دباؤ کے لیے دباؤ والے برتن کی ضرورت ہوگی جو ابلتے ہوئے 20% HCl سے متصادم ہو: ٹینٹلم، زرکونیم یا کچھ ہائی سیلیکون کاسٹ آئرن۔

کم درجہ حرارت HCl سروس کے لیے تحلیل شدہ آکسیجن کنٹرول

آکسیجن کنٹرول کے ساتھ گریڈ 2 ٹائٹینیم CPT کے نیچے HCl سروس کے لیے درج ذیل جدول میں اشارہ کیا گیا ہے۔

HCl ارتکاز اور آپریٹنگ درجہ حرارت کم از کم مطلوبہ تحلیل شدہ آکسیجن زیادہ سے زیادہ اجازت شدہ کلورائد ارتکاز تجویز کردہ آپریٹنگ حکمت عملی
3 پی پی ایم (ہوا کی سنترپتی) 40 ڈگری 10% HCl20% معیاری کھلا برتن۔ کسی مخصوص آکسیجن اسپرجنگ کی ضرورت نہیں ہے۔
8 پی پی ایم (مسلسل ایئر اسپرنگ) 20% 15% HCl 50 ڈگری ہیٹر کے قریب ایئر اسپارجر رکھیں۔ ہفتہ وار DO چیک کرتا ہے۔
20% HCl @ 60 ڈگری 15 پی پی ایم (آکسیجن کے ساتھ اسپرنگ کی ضرورت ہے) 20% خالص آکسیجن اسپرجنگ استعمال کریں۔ ڈی او مینٹیننس کے لیے برتن کو 2 اے ٹی ایم پر پریشرائز کریں تجویز کردہ: ٹائٹینیم گریڈ 7۔
20% HCl، 70 ڈگری C. 1 atm پر ممکن نہیں 20% گریڈ 2 نامناسب۔ گریڈ 7 پر 3 atm آکسیجن اسپرجنگ کا استعمال کریں۔
Chlorides >25% Any concentration at >25°CNo benefit >آکسیجن سے قطع نظر 25٪ ٹائٹینیم کی سفارش نہیں کی جاتی ہے۔
HCl سروس انجینئرنگ بوائلنگ کے متبادل

If you need to boil 20% HCl, use tantalum or zirconium heaters instead of titanium. Tantalum is passive even in deaerated acid and has a CPT >20% HCl میں 150 ڈگری۔ زرکونیم تمام ارتکاز میں HCl کو ابالنے کے لیے بہت مزاحم ہے۔ اگر مالی وجوہات کی بناء پر ٹائٹینیم کی ضرورت ہو تو آکسیجن کے مسلسل اسپرنگ کے ساتھ 50 ڈگری سے نیچے آپریشن کریں اور 6-12 ماہ کی محدود ہیٹر لائف کو قبول کریں۔ گریڈ 7 ٹائٹینیم (پیلاڈیم اسٹیبلائزڈ) اسی آکسیجن حالات میں گریڈ 2 کے مقابلے CPT میں 10-15 ڈگری کا اضافہ کرتا ہے اور آکسیجن اسپرجنگ کے ساتھ قابل استعمال درجہ حرارت کی حد کو تقریباً 75 ڈگری تک بڑھا دیتا ہے۔

باخبر تفصیلات بنانا<

اگر آپ کسی بھی ہائیڈروکلورک ایسڈ سروس کے لیے ٹائٹینیم الیکٹرک ہیٹنگ ٹیوب پر غور کر رہے ہیں، تو سب سے پہلے ایسڈ کی تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح کا تعین یا وضاحت کرنا ہے۔ نوٹ کریں کہ ٹائٹینیم 60 ڈگری سے زیادہ ایپلی کیشنز کے لیے اطمینان بخش سروس لائف فراہم کرنے کا امکان نہیں رکھتا ہے جب تک کہ سسٹم پر آکسیجن کی حل پذیری کو بڑھانے کے لیے دباؤ نہ ڈالا جائے اس کے بجائے، ٹینٹلم پہنے یا زرکونیم ہیٹر پر اقتباسات کی درخواست کریں۔ اگر اس عمل میں صرف وقفے وقفے سے ابالنا شامل ہے (مثلاً صفائی کے چکر)، تو ایک ہٹنے کے قابل ہیٹر پر غور کریں جو ابلتے وقت کے دوران تیزاب سے نکالا جا سکتا ہے۔ انجینئر، تحلیل شدہ آکسیجن اور اہم پٹنگ درجہ حرارت کے درمیان بنیادی تعلق رکھتے ہوئے، یہ سوچنے کے معمول کے نقصان سے بچتا ہے کہ ٹائٹینیم کی عام سنکنرن مزاحمت گرم، مرتکز ہائیڈروکلورک ایسڈ پر لاگو ہوتی ہے۔