チタン シース ヒーターを使用して 1% 臭化水素酸を 100 度で沸騰させる場合、局所的な超不動態溶解が始まるまでの最大許容臭化物濃度勾配 (表面対バルク) はどれくらいですか?

1% 臭化水素酸 (HBr) を 100 度で沸騰させると、チタンの不動態は安定した酸化物コーティングによって維持されます。しかし、臭化物イオン (Br-) は、高い表面濃度で過不動態溶解を引き起こす可能性があります。このリスクは、チューブの表面 (HBr が蒸発によって濃縮される場所) とバルク溶液の間の濃度勾配に関連しています。局所的な透過的溶解は、バルク濃度の 5 倍の表面臭化物濃度で開始されます。

濃度勾配: 量的限界

バルク 1% HBr (≈ 10 000 ppm Br−) の場合:

表面積/嵩比<3×: Passive. No transpassive dissolving.

移行ゾーンのサーフ/バルク比 3 ～ 5x 時々準安定攻撃。

Surface/bulk ratio >5×: 透過的溶解、安定。素早い局所攻撃。

勾配制御リファレンス

バルク HBr 濃度 (%) 最大許容表面積/嵩比推奨処置
0.5 8× 熱流の減少
1.0 5X 通常動作
2.0 3× 流速増加
2× 3.0 推奨されません
エンジニアリングのヒント

臭化物濃度を低く保つために、1% HBr の沸騰中は管の表面温度を 110 度 (ΔT=10 度) 未満に保ちます。濃度勾配を小さくするために、流速を 0.5 m/秒に増加しました。エンジニアは臭化物濃度勾配を制御して、過不動的な溶解を回避します。