Conas a Luathaíonn Láithreacht na nIan Copair (100 ppm) i Réiteach Te Aigéad Sulfarach Aeraithe (10%) Creimeadh Galvanic Feadáin Téimh Tíotáiniam ag Siúntaí Táthaithe?

Malairtí bunúsacha-i ndearadh téitheoir tíotáiniam d'aigéad sulfarach éillithe copar
Is minic a úsáidtear aigéad sulfarach caol (10% H 2 SO 4 ) ag 60-80 céim sa leictreamharú copair, picilte cóimhiotail chopair agus glanadh ceimiceach malartóra teasa. Is gnách go mbíonn tíotáiniam éighníomhach i 10% H2SO4 faoi bhun 80 céim agus rátaí creimthe de 0.01–0.05 mm/bliain mar gheall ar tháirgeadh sciath dé-ocsaíde tíotáiniam cobhsaí. Mar sin féin, de bharr láithreacht na n-ian tuaslagtha Cu{2+ ag leibhéil chomh híseal le 100 ppm athraíonn an leiccheimic creimthe go mór. Feidhmíonn hiain chopair mar dhípolaróir cathodach éifeachtach, á thiontú go copar miotalach (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰) ar dhromchla tíotáiniam, rud a ghineann taisce copair scagach. Cruthaíonn an taisce copair seo péire galbhánach leis an tíotáiniam bunúsach, agus gníomhaíonn tíotáiniam mar anóid agus copar mar an gcatóid uasal. Ag joints táthaithe, tá an microstructure tíotáiniam ilchineálach mar gheall ar an gcrios tionchar teasa (HAZ) agus tá an éifeacht galvanic dírithe, is cúis le méadú ionsaí áitiúil. Is é tiús bhalla an fheadáin téitheoir tíotáiniam a shocraíonn cé mhéad ábhar atá ann chun seasamh in aghaidh an chreimthe logánta seo, ach is leictriceimiceach an bunfheiniméan agus ní féidir é a bhaint ach an balla a ramhrú. Tomhaiseann an obair seo an fachtóir luasghéaraithe ghalbhánuithe mar gheall ar iain chopair agus mínítear teip díréireach na n-alt táthaithe in aigéad sulfarach éillithe copar.

Tionchar ar Sláine Mheicniúil: Meicníocht Ghalbhánach agus Micreastruchtúr Táthú
I 10% H₂SO₄ ag 70 céim gan iain chopair, tá cumas creimeadh de thart ar +0.1 V vs SHE (Leictreoid Caighdeánach Hidrigin) ag tíotáiniam grád 2 agus coimeádtar an scannán éighníomhach. Tarlaíonn laghdú cathodach Cu 2+ go Cu 0 go fabhrach ar dhromchla tíotáiniam i láthair iain Cu 2+, agus air sin déantar sciath copair tanaí (1–5 µm) a thaisceadh i gceann cúpla uair an chloig tar éis an tumoideachais. Feidhmíonn an taisce copair mar chatóid agus ardaíonn sé poitéinseal creimeadh an tíotáiniam go dtí thart ar +0.3 V vs SHE, níos uaisle ná an acmhainneacht éighníomhach. Níl an taisce copair, áfach, leanúnach agus cloíonn sé i gceart. Cruthaítear cealla galbhánacha ag lochtanna sa chiseal copair (m.sh. toes táthaithe, scratches nó cuimsiú) áit a bhfuil an tíotáiniam nochta anodic don chopar mórthimpeall. Is é an dlús srutha galbhánaigh ag an anóid ná 100-500 microA/cm^2 i gcomparáid le dlús sruth éighníomhach<1 microA/cm^2 in copper free acid. This current corresponds to a titanium dissolving rate of 0.5 to 2.5 mm per year at the anode sites. Welded joints are especially sensitive, because the HAZ has a distinct grain structure and may contain secondary phases (for example, beta phase stabilized by iron impurities) that are more active than the base metal. Weld reinforcement (extra weld metal) also forms a fissure like shape that retains copper deposits and prevents their removal by fluid flow. The galvanic acceleration and the microstructural heterogeneity generate preferential attack at the weld toe, which then propagates inwards. At a weld flaw a local corrosion rate of 1.5 mm per year would penetrate a wall of 1.2 mm in 9-10 months, although the base metal would remain largely unattacked.

Tionchar Feidhmíochta Teirmeach: Luasghéarú Teochta Cinéitic Galvanic
Is é Arrhenius ráta an chreimthe ghalbhánaigh idir copar a thaisceadh agus tíotáiniam agus fuinneamh gníomhachtaithe timpeall 30-40 kJ/mol. Is é an toradh a bhíonn ar ardú teochta ó 60 céim go 80 céim ná méadú ar dhlús an tsrutha ghalbhánaigh faoi fhachtóir 2.5-3.0. I gcás téitheoir tíotáiniam a shíneann ar dhlús cumhachta 2.5 W/cm2 is gnách go mbíonn teocht an dromchla truaill 5-12 C os cionn teocht an bhulc-aigéid ag brath ar thiús an bhalla. Le haghaidh balla 1.0 mm in aigéad mórchóir 70 céim, tá an teocht dromchla thart ar 76 céim agus le haghaidh balla 1.6 mm tá sé thart ar 80 céim. Ardaíonn an difríocht 4 céim seo an ráta creimthe ghalbhánuithe thart ar 30% agus déanann sé go páirteach an liúntas creimthe méadaithe a thairgeann an balla tiubh a dhiúltú. Níos tábhachtaí fós, tá an t-imoibriú sil-leagain copair féin ag brath ar theocht. Feabhsaíonn teochtaí dromchla níos airde an ráta laghdaithe Cu 2+ agus mar thoradh air sin bíonn taiscí copair níos tiús agus níos dlúithe. Soláthraíonn na taiscí tiubh seo dromchlaí cathodacha níos mó, rud a mhéadaíonn an cóimheas idir anóid agus limistéar catóide agus tiomáint sruthanna galbhánacha níos airde fós. Léiríonn turgnaimh speictreascópachta impedance leictriceimiceach go bhfuil dlús an tsrutha ghalbháin ag teocht an dromchla 80{\\deg}C 1.5 uair níos airde ná ag 70{\\deg}C, nuair a chuirtear an bulc-tiúchan copair céanna san áireamh. Dá bhrí sin, d'fhéadfadh an teocht níos mó ag a n-oibríonn an balla tiubh a bheith ina chúis le ráta creimeadh níos airde ag an weld, rud a fhágann buntáiste éifeachtach an ábhair bhreise.

Trádáil-as Sintéis: Rátaí Creimthe Galbhánacha ag Ailt Táthaithe
Taispeánann an mhaitrís seo a leanas sonraí creimthe galbhánacha maidir le feadáin táthaithe tíotáiniam Grád 2 i 10% H2SO4 le 100 ppm Cu2+ (mar CuSO4) ag teocht 70 céim, dlús cumhachta 2.5 W/cm2. Faightear rátaí creimthe ag an gcrios táthaithe teasa buailte (HAZ) arb é an limistéar is so-ghabhálaí d'ionsaí galbhánacha.

Tiús Balla (mm) Teocht Dromchla Amuigh (céim ) Ráta Creimthe Galbhánach i Weld HAZ (mm/bliain)Am go dtí an Perforation ag Táthú (míonna) Bunráta Creimthe Miotail (mm/bliain) Teip Suíomh 0.9 mm 75 céim 1.8 mm/bliain 6 mhí 0.10 mm/bliain 1.8 mm/bliain 6 mhí 0.10 mm/bliain 6 mhí 1 mm ladhar táthú . 0.10 mm/bliain Perforation ladhar Táthú 1.3 mm 78 céim 2.1 mm/bliain 7.5 mí 0.12 mm/bliain Perforation ladhar táthaithe
1.5 mm 79o C 2.2 mm/bliain 8 mí 0.12 mm/bliain Perforation ladhar táite
1.8 mm 81 céim 2.5 mm/bliain 8.5 mí 0.15 mm/bliain Perforation ladhar táite 2.0 mm (gan uaim, gan táthú) 82 céim Neamhbhainteach (gan táthú) > 5 bliana (bonnmhiotal amháin) 0.18 mm/bliain Tanú aonfhoirmeach amháin
Léiríonn na sonraí go bhfuil tarlú suíomh teip agus uainiú ag brath ar acomhal táthaithe a bheith ann agus ní ar an tiús bhalla. Teipeann ar gach feadáin táthaithe de thiús balla idir 0.9 mm agus 2.0 mm táthú HAZ laistigh de 6 - 9 mí mar gheall ar luasghéarú gal ó thaiscí copair. Mar sin féin, ní léiríonn feadán gan uaim den ghrád tíotáiniam céanna (gan acomhal táthaithe) ach creimeadh aonfhoirmeach 0.15–0.18 mm/bliain, agus le balla 2.0 mm tá saolré aige de 5+ bliain. Tá an méadú ar am bréifnithe le méadú ar thiús balla ó 6 go 8.5 mí ró-bheag chun ballaí tiubh a chúiteamh. Is é an táthú, ní tiús an bhalla, an phríomhfhadhb.

Innealtóireacht Lasmuigh den Bhalla: Baint Copair agus Díchur Táthú
Tá an mheicníocht luasghéaraithe ghalbhánuithe logánta do na hailt táthaithe, mar sin is iad na bearta cuntair is éifeachtaí iad siúd a bhaintear an táthú nó a chuireann cosc ​​ar an sil-leagan copair. Gcéad dul síos, is féidir an HAZ so-ghabhálach a dhíchur go hiomlán trí fheadánra tíotáiniam gan uaim a shonrú (tarraingthe, gan welds fadaimseartha), agus trí chónaisc flanged nó snáithithe a fhostú in ionad caipíní deiridh táthaithe. I bhfeadáin gan uaim tá an sruth galbhán aonfhoirmeach scaipthe ar fud an dromchla iomlán agus tá an ráta creimthe measartha (0.15-0.20 mm/bliain). Mairfidh feadán copair gan uaim le tiús 1.2 mm ar feadh 5 go 6 bliana in aigéad sulfarach truaillithe. Sa dara háit, déantar an taisce copair a thuaslagadh sula dtógtar an chill ghalbhánuithe trí bhaint copar go tréimhsiúil tríd an téitheoir a thumadh in aigéad nítreach 5% ag 50 céim ar feadh 30 nóiméad gach 2-4 seachtaine. Is féidir le téitheoirí táthaithe fiú 2-3 bliana a mhaireann le clár glantacháin ós rud é go bhriseann an timthriall coisctheach ionsaí leanúnach galbhánach. Ar an tríú dul síos, cruthaítear sciath chosanta ar na fosuithe copair nuair a chuirtear coscaire creimeadh den sórt sin benzotriazole (BTA, 10-50 ppm) isteach, rud a fhágann an dromchla cathodach agus a laghdaíonn an sruth galbhánach faoi 80-90 %. "Úsáidtear BTA go forleathan i bpróiseáil copair agus tá sé ag luí le haigéad sulfarach. Léiríonn torthaí allamuigh ó oibríochtaí leictreamharú copair go laghdaíonn 20 ppm BTA an ráta creimeadh HAZ weld ó 2.0 mm in aghaidh na bliana go 0.3 mm in aghaidh na bliana, ag méadú saol an téitheoir táthaithe ó 6 mhí go dtí níos mó ná 3 bliana.

Conclúid: Ní tiús bhalla an Réiteach, Díothú Weld nó Rialú Copar
Tá luasghéarú creimeadh galbhánach feadán téimh tíotáiniam i dtuaslagán d'aigéad sulfarach aeraithe 10% le hiain chopair 100 ppm logánta ag hailt táthaithe, áit a gcruthaíonn taiscí copair cill ghalbhánuithe, rud a fhágann go bhfuil rátaí ionsaí áitiúla 1.8–2.5 mm in aghaidh na bliana. Ní mhéadaítear an tiús bhalla a mhéadú ó 0.9 mm go 2.0 mm ach an t-am go dtí an bréifnithe ag an weld ó 6 mhí go 8.5 mí, buntáiste beag nach dtugann údar leis an gcostas ábhartha breise agus leis an bpionós teirmeach. Is é an cur chuige bunúsach ná an t-acomhal táthaithe a bhaint go hiomlán trí úsáid a bhaint as feadánra tíotáiniam gan uaim a sroicheann 5+ bliain de shaol seirbhíse ag tiús bhalla 1.2 mm, nó sil-leagan copair a bhainistiú trí ghlanadh tréimhsiúil aigéad nó cuimsiú coscaire benzotriazole. Nuair a shonraítear d’aigéad sulfarach truaillithe copair ní balla tiubh é an tsonraíocht thábhachtach ach tá gá le tógáil gan uaim (ASTM B861, grád gan uaim) agus gnáthamh glantacháin molta nó breisiú coscaire. Teipfidh téitheoir táthaithe ag an táthú laistigh de bhliain amháin is cuma cé chomh tiubh is atá an balla. Beidh téitheoir gan uaim le balla gnáth 1.2 mm níos fearr ná aon téitheoir táthaithe de cibé tiús balla. Fógra a thabhairt don mhonaróir maidir leis an tiúchan ian copair réamh-mheasta (ppm) agus an fhéidearthacht glanadh tréimhsiúil. Iarr ar dheimhniú go bhfuil feadánra gan uaim ag an téitheoir gan aon táthaithe fadaimseartha nó imlíne sa chrios téite.