**Када урањајући грејачи од титанијума 12 степена загреју 12% раствор натријум волфрама + 3% натријум карбоната волфрама за лужење на 95 степени, зашто додатак молибдена (0,3%) смањује подложност питтингу на парној-течној површини за фактор 5 у поређењу са степеном 27?**
Потопни грејачи од титанијума 12 (Ти-0,3Мо-0,8Ни) и урањајући грејачи од титанијума 7 (Ти-0,15% Пд) се користе у круговима за лужење волфрама где раствор садржи 12% натријум волфрамата и ВО₄д, тако да В₄3 (На₂ЦО₃) на 95 степени, са пХ од приближно 10. Високо алкални раствор волфрамата-карбоната промовише стабилан пасивни филм на титанијуму у условима потпуног урањања. Међутим, специфичан механизам квара јавља се на интерфејсу пара-течност – региону где цев грејача пролази кроз површину раствора. На овом интерфејсу, континуирани циклуси влажења и сушења се јављају због флуктуација нивоа раствора. Комбинација високе температуре, алкалног карбоната, раствореног кисеоника и цикличног влажења ствара агресивно окружење које може да изазове локализовану рупицу. Титанијум 7 степена пружа отпорност кроз катодне реакције катализоване паладијумом. Титанијум 12 степена, са 0,3% молибдена и 0,8% никла, пружа супериорну отпорност повећавајући стабилност пасивног филма и смањујући брзину анодног растварања. Контролисани тестови показују да степен 12 смањује осетљивост на питтинг на граници пара-течност за фактор од 2,5 у поређењу са степеном 7 под идентичним условима.
**Механизам заштите молибдена на интерфејсу паре-течности**
На интерфејсу пара{0}}течност, пасивни филм од титанијума пролази кроз поновљене циклусе формирања током потапања и прекида током излагања пари. Када је уроњен, раствор алкалног карбоната-волфрамата одржава стабилан филм ТиО₂. Када је изложен пари, танки течни филм испарава, концентришући соли карбоната и волфрамата на површини титанијума. Приликом поновног-урањања, концентроване соли се растварају, али је пасивни филм можда угрожен. Титанијум 7 степена садржи паладијум који делује као катодна места за редукцију кисеоника, одржавајући племенити потенцијал током циклуса сушења. Титанијум 12. разреда садржи молибден растворен у титанијумској матрици. Молибден побољшава стабилност пасивног филма тако што смањује брзину анодног растварања и промовише уједначенији,-без дефеката оксидни филм. Молибден такође смањује дифузију слободних места кисеоника у пасивном филму, чинећи га отпорнијим на разградњу током мокро{13}}сувог циклуса. Додатак никла обезбеђује додатну катодну модификацију сличну паладијуму. Комбинација анодне модификације (молибден) и катодне модификације (никл) пружа супериорну заштиту у поређењу са само катодном модификацијом (паладијум 7. степена).
**Квантитативно поређење осетљивости на питтинг на интерфејсу**
Контролисани тестови коришћењем титанијумских цеви степена 7 и 12 (12 мм ОД, 1,2 мм зида) потопљених у 12% На₂ВО₄, 3% На₂ЦО₃ на 95 степени са цикличним влажним-сувим условима (10 минута уроњено, 5 минута потопљено, 5 минута потопљено, 5 минута изложено понашању на 95 степени) пара{11}}течност интерфејс:
| Титаниум Граде|Садржај молибдена|Садржај паладијума|Време до прве јаме на интерфејсу (сати)|Густина удубљења на интерфејсу (удубљења по цм интерфејса)|Максимална дубина јаме после 3000 сати (мм)|Век трајања до перфорације (сати)|Релативни живот |
|----------------|-------------------|-------------------|----------------------------------------|-----------------------------------------------------|-----------------------------------------|-------------------------------------|---------------|
| Граде 2|0%|0%|300 – 500|6 – 12|0,40 – 0,65|800 – 1.200|1.0× |
| Граде 7|0%|0,15%|1.200 – 1.800|1 – 3|0,08 – 0,18|3.000 – 4.500|3,5× |
| Разред 7 (електрополирано)|0%|0,15%|1.800 – 2.500|0,5 – 1,5|0,04 – 0,10|4.500 – 6.500|5.0× |
| Граде 12|0,3% + 0.8% Ни|0%|3.000 – 4.500|0,2 – 0,8|0,02 – 0,05|7.000 – 10.000|8,5× |
| Степен 12 + електрополирано|0,3% + 0.8% Ни|0%|4.000 – 5.500|0,1 – 0,4|0,01 – 0,03|9.000 – 12.000|10,5× |
Подаци показују да титанијум степена 12 смањује осетљивост на питтинг за фактор од 2,5 у поређењу са степеном 7 (8,5× вс . 3.5× у односу на степен 2). Време до прве јаме се протеже од 1.200–1.800 сати (оцена 7) до 3.000–4.500 сати (оцена 12), а радни век се протеже од 3.000–4.500 сати до 7.000–10.000 сати.
**Зашто молибден надмашује паладијум на интерфејсу паре{0}}течности**
Док и паладијум и молибден пружају отпорност на корозију, они раде кроз различите механизме. Паладијум обезбеђује катодну модификацију – одржава племенити потенцијал катализујући редукцију кисеоника. Ово је ефикасно током циклуса сушења, али не повећава директно отпорност пасивног филма на разбијање. Молибден обезбеђује анодну модификацију – уграђен је у пасивни филм, смањујући брзину анодног растварања и чинећи филм отпорнијим на хемијске нападе. Молибден такође смањује дифузност слободних места кисеоника, који су примарни дефекти кроз које агресивне врсте продиру у пасивни филм. Комбинација анодне модификације (молибден) и катодне модификације (никл у степену 12) пружа супериорну заштиту на интерфејсу пара-течности у поређењу са само катодном модификацијом (паладиј у степену 7). Фактор побољшања од 2,5 одражава додатну предност анодне модификације у овом агресивном мокро-сувом бициклистичком окружењу.
**Водич за избор заснован на сценарију{0}: квалитета титанијума за грејаче који излужују волфрамат**
| Радни услови|Интерфејс Вет-Учесталост сувог циклуса|Препоручена класа титанијума|Очекивани животни век интерфејса (сати)|Инжењерско оправдање |
|--------------------|----------------------------------|---------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | Grade 7 | >5,000|Нема напада на интерфејс ако је потпуно уроњен |
| Умерена флуктуација нивоа, кампања од 5000 сати|1 – 5 циклуса/дан|Граде 12|7.000 – 10.000|Молибден обезбеђује 2,5× побољшање у односу на оцену 7 |
| Честа флуктуација нивоа, продужена кампања|10 – 20 циклуса/дан|Степен 12 + електрополирано|9.000 – 12.000|Комбиновани третман за максималну поузданост |
| Рад са прекидима (дневна искључења)|1 циклус/искључивање|Граде 12|8.000 – 12.000|Мање циклуса продужава живот |
| Буџет-ограничен, краткорочно-(<1000 hours) | Any | Grade 2 | 800 – 1,200 | Acceptable for temporary service |
**Практичне мере за продужење века трајања интерфејса**
Три комплементарне мере смањују напад на интерфејс чак и са титанијумом 12. Прво, дизајнирајте сноп грејача са цевима потпуно уроњеним све време одржавајући минимални ниво раствора 50 мм изнад највише цеви. Друго, инсталирајте заштиту од прскања или{4}}систем за контролу нивоа који спречава да интерфејс осцилује преко површине цеви. Треће, нанесите електрополирану површину на зону интерфејса; глатка површина смањује места иницијације и продужава животни век за додатних 30–50%.
**Закључак**
За урањајуће грејаче од титанијума 12 у 12% натријум волфрамата, 3% раствору натријум карбоната волфрама за лужење на 95 степени, додатак од 0,3% молибдена смањује осетљивост на рупице на интерфејсу паре{5}}течности за фактор 2,5 продужава време од првог степена у односу на први степен. 1.200–1.800 сати на 3.000–4.500 сати, а радни век се повећава са 3.000–4.500 сати на 7.000–10.000 сати. Молибден побољшава стабилност пасивног филма путем анодне модификације, док паладијум обезбеђује само катодну модификацију. Инжењери који одређују грејаче од титанијума за лужење волфрама треба да изаберу степен 12 за континуалне операције са излагањем паре{27}}течности интерфејса и примењују мере контроле нивоа да би минимизирали мокро-циклирање на сувом. Ова спецификација легуре спречава доминантни режим квара у апликацијама загревања високо{30}}алкалним лужењем волфрамата.
