Когда нагреватель с титановой оболочкой используется для кипячения 1% бромистоводородной кислоты при температуре 100 градусов, каков максимально допустимый градиент концентрации бромида (поверхностный или объемный) перед началом локализованного транспассивного растворения?

При кипячении 1% бромистоводородной кислоты (HBr) при 100 градусах пассивность титана сохраняется за счет устойчивого оксидного покрытия. Но бромид-ионы (Br-) могут вызвать транспассивное растворение при высокой поверхностной концентрации. Риск связан с градиентом концентрации между поверхностью пробирки (где HBr концентрируется путем испарения) и объемом раствора. Локализованное транспассивное растворение инициируется при поверхностной концентрации бромида, в 5 раз превышающей объемную концентрацию.

Концентрационные градиенты: количественные ограничения

Для объемного содержания 1% HBr (≈ 10 000 ppm Br−):

Соотношение поверхность/объем<3×: Passive. No transpassive dissolving.

Соотношение прибой/объем переходной зоны 3-5x Иногда метастабильные атаки.

Surface/bulk ratio >5×: Транспассивное растворение, стабильное. Быстрая локализованная атака.

Справочник по управлению градиентом

Объемная концентрация HBr (%) Максимально допустимое соотношение поверхность/объемПредлагаемое действие
0.5 8× Уменьшить тепловой поток
1.0 5X Нормальная работа
2.0 3× Увеличение скорости потока
2 × 3,0 Не предлагается
Инженерный совет

Чтобы снизить концентрацию бромида, поддерживайте температуру поверхности трубки ниже 110 градусов (ΔT=10 градусов) во время кипячения 1% HBr. Скорость потока увеличилась до 0,5 м/сек, чтобы уменьшить градиент концентрации. Инженер контролирует градиент концентрации бромида, чтобы избежать транспассивного растворения.