わずかに粗い表面（Ra 0.8 µm）のチタン ヒーター チューブが、50 度の脱気 2% HCl 中で水素気泡の離脱を促進することにより、鏡面仕上げのチューブ（Ra 0.05 µm）よりも優れているのはなぜですか?

50 度の脱気 2% HCl 中での主な陰極反応は水素の発生です。水素の気泡がチタン表面に付着し、活性点を妨げ、局所的に水素分圧を上昇させ、吸収や脆化を引き起こす可能性があります。やや粗い表面 (Ra 0.8 μm) により、早期の気泡の剥離が促進されます。気泡は表面の頂点で核形成され、滑らかな表面よりも簡単に剥がれます。鏡面仕上げのチューブ (Ra 0.05 µm) では、気泡が広がり、より大きく粘着性の高い気泡になり、水素吸収が向上します。

気泡の定量的脱離と水素吸収

表面粗さ（Ra、μm） 気泡離脱径（μm） 水素吸収速度（ppm/1,000h） 腐食速度（mm/年）
0.05 (鏡面) 500–1、000 80–150 0.15–0.30 0.2 (電解研磨) 300–600 50–100 0.12–0.25 0.4 (研磨) 200–400 30–60 0.10–0.20 0.8 (やや粗い) 100–200 15–30 0.08–0.15 1.5 (-描画どおり) 80–150 20–40 0.10–0.20
脱気塩酸表面仕上げ選択ガイド

HCl 濃度 (%) 温度 (度) 推奨 Ra (μm) 理由
1 50 0.4-0.8 残高
2 50 0.8 気泡の放出を許可します。
3 40 0.8 最適
2 70 0.8 水素吸収の低下
エンジニアリングの推奨

脱気 HCl サービスの場合は、電解研磨や鏡面仕上げではなく、わずかに粗い表面仕上げ (Ra 0.6 ～ 0.9 μm) を提供します。エンジニアは、水素の気泡の放出を促進することで、水素の吸収と腐食の速度を減らします。