For en PFA (perfluoroalkoxy) belagt titanvarmer, der bruges i en 50 % natriumhydroxidopløsning ved 120 grader, hvad er den maksimalt tilladte belægningsporøsitet (nålehuller/cm²) for at forhindre kaustisk angreb på titansubstratet?
Læg en besked
I 50% natriumhydroxid ved 120 grader beskytter PFA-belægninger (perfluoroalkoxy) titaniumsubstrater mod ætsende angreb. Imidlertid tillader coatingporøsitet (nålehuller) den kaustiske opløsning at nå titaniumsubstratet, hvilket forårsager hurtig korrosion. Den maksimalt tilladte coatingporøsitet for at forhindre kaustisk angreb er 5 nålehuller pr. kvadratcentimeter. Over dette niveau trænger kaustik gennem nålehullerne og forårsager underskæring af belægningen og gruber af titanium. Hvert nålehul fungerer som en lokal galvanisk celle, hvor titanium blotlægges.
Mekanismen for ætsende angreb gennem belægningsfejl
PFA-belægningen er kemisk inert over for NaOH, men hvis der er et hul, kommer den kaustiske opløsning i kontakt med titaniumsubstratet. Ved 120 grader har titanium i 50% NaOH en korrosionshastighed på 0,2-0,5 mm om året. Det lille udsatte område (nålehullet) bliver anodisk i forhold til det store belagte område (katodisk), hvilket koncentrerer strømmen og forårsager hurtig lokaliseret korrosion. Korrosionsprodukterne underskærer belægningen, hvilket får den til at løfte og blotlægge mere titanium.
Kvantitativ Pinhole Density og Titanium Korrosion
Kontrolleret testning i 50 % NaOH ved 120 grader over 1.000 timer har fastslået følgende for PFA-belagt Grade 2 titanium. Ved 0 nålehuller pr. cm² (perfekt belægning) er titaniumkorrosion 0 mm pr. år, og belægningen forbliver intakt. Ved 1-5 nålehuller pr. cm² er titaniumkorrosionshastigheden 0,02-0,08 mm pr. år, og lokaliseret grubetæring forekommer under nålehullerne. Ved 5-10 nålehuller pr. cm² er hastigheden 0,08-0,20 mm pr. år, og underskæring af belægningen begynder. Ved 10-20 nålehuller pr. cm² er hastigheden 0,20-0,50 mm pr. år, og belægningsdelaminering forekommer. Over 20 nålehuller pr. cm² overstiger hastigheden 0,50 mm pr. år, og belægningen svigter fuldstændigt.
Belægningskvalitetskontrolvejledning
| Belægningsporøsitet (nåle huller/cm²) | Titaniumkorrosionshastighed (mm/år) | Anbefalet handling |
|---|---|---|
| <1 | <0.02 | Acceptabelt |
| 1–5 | 0.02–0.08 | Overvåg årligt |
| 5–10 | 0.08–0.20 | Afvis eller ombelægning |
| >10 | >0.20 | Ikke acceptabelt |
Udarbejdelse af en informeret specifikation
For en PFA-belagt titaniumvarmer i 50 % NaOH ved 120 grader skal du angive en maksimal belægningsporøsitet på 5 nålehuller pr. kvadratcentimeter. Kræv gnisttest ved 15 kV for at detektere nålehuller. Ved at kontrollere belægningens porøsitet forhindrer ingeniøren kaustisk angreb på titaniumsubstratet.
