היפוכלוריט חם-אלקליין פירוק תחמוצת גבול גרגרים של מחממי טבילה טיטניום במערכות עיבוד כימיות הקשורות לחיטוי

לתנורי טבילה טיטניום יש יישום רחב במיכלי ייצור של חומרי חיטוי המכילים היפוכלוריט, בכלי ביניים של חומרי הלבנה ולולאות הכנת חיטוי אלקליין. טיטניום בדרך כלל מציג עמידות מצוינת בפני קורוזיה בסביבות אלקליות. עם זאת, תמיסות היפוכלוריט אלקליות חמות מייצרות מיני כלור-חמצן חמצוני תגובתיים. מינים פעילים אלה תוקפים עדיפות אזורי גבול תבואה של סרט פסיבי טיטניום דו חמצני. תחמוצת גבול גרגר מתמוססת באופן סלקטיבי, ויוצרת תעלות חדירה עדינות על פני שכבת תחמוצת מגן. מדיום מאכל חודר לערוצים אלה ותוקף את גבולות גרגירי טיטניום מתכתיים מתחת למשטח תחמוצת חיצוני שלם יחסית. קצב קורוזיה כללי אחיד נשאר נמוך, בעוד שהשפלה בין-גרגירית תת-קרקעית מתקדמת ברציפות. בדיקות קורוזיה טבילה אחידות קונבנציונליות נוטות להמעיט בערכת הנזק הסלקטיבי הזה לגבול התבואה.

בתנאי היפוכלוריט אלקליין בטמפרטורה גבוהה, היפוכלוריט מתפרק ומייצר תוצרי ביניים חמצוניים תגובתיים במיוחד. מינים תגובתיים כאלה מתאספים בתוך שכבת גבול תרמית בצמוד למעטפת טיטניום. הם מפגינים פעילות כימית מועדפת כלפי אתרי גבול גרגרים בעלי אנרגיה גבוהה של סרט פסיבי TiO₂. חומר תחמוצת לאורך גבולות התבואה מתמוסס באופן סלקטיבי, ויוצר תעלות בין-גרגיריות עדינות דרך הסרט המגן. מדיום היפוכלוריט אלקליין אגרסיבי נע לאורך הערוצים הללו ומגיע למצע טיטניום מתכתי. קורוזיה בין-גרגירית מתפשטת לאורך גבולות גרגירי מתכת מתחת לעור תחמוצת חיצוני שלם ברובו. הסרת חומרי פני השטח בקנה מידה מאקרו אינה משמעותית, בעוד הלכידות הפנימית של גבול התבואה נחלשת בהדרגה.

בשלבי הפעלה מוקדמים, מעטפת טיטניום עדיין שומרת על מראה תחמוצת אפור עמום אחיד. לא ניתן להבחין בצורה חזותית בבור או אובדן מתכת בשטח גדול, ומדידות קונבנציונליות של עובי דופן מזהות שינוי מועט. ככל שזמן השירות מצטבר, רשתות קורוזיה בין-גרגיריות מתרחבות בתוך מטריצת טיטניום. נתון ללחץ תרמי מחזורי כתוצאה מפעולות חוזרות ונשנות של התחלה-עצירה, החיבור בין גבול התבואה נכשל, והמעטפת חווה שבר שביר בין-גרגירי פתאומי ללא פגמים ברורים של פני השטח של אזהרה מוקדמת.

מספר שיטות הנדסיות יכולות למתן את הפירוק הבין-גרעיני של היפוכלוריט חם-אלקליני. הפחת את טמפרטורת ההפעלה כדי להוריד את קצב פירוק ההיפוכלוריט ויצירת מינים תגובתיים. התאם את ערך ה-pH של התמיסה כדי לצמצם את חלון היציבות של תוצרי ביניים הרסניים של כלור-חמצן. צמצם את משך השירות בתנאי היפוכלוריט חם מרוכז. בצעו בדיקת דגימה של חתך רוחב במהלך מחזורי שיפוץ גדולים כדי לזהות התקפה בין-גרעינית מוקדמת.

מַסְקָנָה:משטח תחמוצת טיטניום שלם מבחינה מקרוסקופית אינו יכול לשלול סיכון בין-גרעיני תת-קרקעי בסביבת היפוכלוריט אלקליין חמה. תוצרי ביניים תגובתיים של כלור-חמצן מעוררים נזק סלקטיבי לתחמוצת בגבול הדגן. בקרת טמפרטורה ובדיקה מטלוגרפית הן טקטיקות מניעה חיוניות.