30% 티오시안산 나트륨 용액을 80도에서 재가열하는 데 사용되는 티타늄 히트 로드의 경우 티오시안산 음이온이 염화물-유발 피팅을 경쟁적으로 억제합니까?

티오시안산 음이온(SCN-)은 80도에서 30% 티오시안산나트륨(NaSCN)에서 티타늄 표면에 강하게 흡착되어 보호막을 형성하는 것으로 나타났습니다. Cl- 이온은 표면의 흡착 부위를 놓고 SCN-과 경쟁합니다. SCN-은 Cl-보다 흡착 친화력이 더 높으므로 표면에서 염화물을 대체하고 염화물-유발 공식을 방지합니다. SCN- .의 농도에 따라 억제 효율이 증가합니다. SCN- / Cl- 몰비가 2보다 높을 때 피팅이 완전히 억제됩니다. 보호 코팅은 티타늄-티오시아네이트 복합체로 염화물이 금속 표면으로 유입되는 것을 방지합니다.

경쟁적 흡착 및 피팅 억제 메커니즘

티오시아네이트는 연질 염기로 티타늄의 표면 원자에 공유적으로 강하게 결합됩니다. 염화물은 단단한 염기이며 약한 정전기 연결을 형성합니다. 혼합 용액에서 SCN⁻는 염화물이 존재할 수 있는 표면 부위를 우선적으로 흡착하고 차단합니다. 증착된 SCN 층은 또한 표면 전하를 수정하고 염화물 이온을 밀어냅니다. 억제는 Langmuir 등온선 θ  K[SCN  ] 1  K[SCN  ] (1)을 따릅니다. 여기서 θ는 표면 적용 범위이고 K는 흡착 평형 상수입니다.

SCN- / Cl- 비율에 따른 정량적 공식 억제

다음은 80도에서 1,000ppm Cl- 용액과 다양한 SCN- 농도에서 500시간 동안 통제된 테스트를 통해 2등급 티타늄에 대해 확립되었습니다. SCN - /Cl - 몰비 0(0ppm SCN - ) 피팅 밀도 50-150피트/cm 2 최대 피트 깊이 200-500미크론 0.5(500ppm SCN-) 비율에서 피팅 밀도는 10-30피트/cm2이고 피트 깊이는 50-100 µm입니다. 공식 밀도는 2~10피트/cm2이고 피트 깊이는 10~30μm이며 비율 1.0(1,000ppm SCN -), 2.0 비율(2,000ppm SCN-)은 공식 밀도 0피트/cm2, 피트 깊이 0μm(완전 보호)입니다. 5.0(5000ppm SCN -)의 비율에서 공식 밀도는 0이고 피트 깊이는 0입니다.

온도와 염화물 농도에 따른 임계비

온도가 증가함에 따라 완전한 보호를 위한 SCN-/Cl-의 최소 비율이 증가합니다. 40도에서 비율은 0.8입니다. 60도에서 비율은 1.2입니다. 비율은 80도에서 2.0입니다. 100도에서의 비율은 3.0입니다. 필요한 비율은 염화물 농도에 따라 증가합니다. 500ppm Cl⁻에서 비율은 1.5, 1,000ppm Cl⁻에서 비율은 2.0, 5,000ppm Cl⁻에서 비율은 3.0입니다.

티오시아네이트: 염화물 구멍 방지의 비밀

다음 표는 80도에서 작동하는 2등급 티타늄 히터에서 염화물-유발 피팅을 방지하기 위한 SCN⁻ 농도에 대한 지침을 제공합니다.

염화물 농도,ppm 완벽한 보호를 위한 최소 SCN−,ppmSCN⁻(ppm) 권장SCN-/Cl- 몰비 100 200 300 2.0 250 500 750 2.0 500 1,000 1,500 2.0 1,000 2,000 3,000 2.0 2,000 4,000 6,000 2.0 5,000 10,000 15,000 2.0 티오시안산염 농도 제어 이상의 엔지니어링

티타늄 등급에 따라 필요한 SCN⁻ 농도가 결정됩니다. 7등급(팔라듐 안정화)은 표면이 더 귀하기 때문에 수요가 더 낮습니다(80C에서 1.0-1.5 SCN-/Cl- 비율). 억제가 완전하지 않은 경우 벽 두께는 피트 관통 허용량을 제공합니다. SCN-의 안정성은 pH에 따라 다릅니다. pH < 4에서 SCN-는 HCN으로 가수분해되어 손실됩니다. SCN⁻는 pH > 10에서 안정적입니다. 산화 물질(예: Fe³⁺)은 SCN⁻를 황산염으로 산화시켜 억제를 감소시킬 수 있습니다.

정보에 근거한 사양

염화물 오염으로 인해 80도에서 30% 티오시안산나트륨이 함유된 티타늄 열봉의 경우 구멍이 생기지 않도록 SCN-/Cl- 몰비를 2.0 이상으로 유지해야 합니다. 염화물 함량이 불확실한 경우 일반 억제제로 5,000ppm(0.5%)의 SCN-을 사용하십시오. SCN- 농도를 확인하기 위한 주간 적정. 비율이 2.0 미만으로 떨어지면 티오시안산나트륨을 추가합니다. 공식이 있는 기존 히터의 경우 SCN⁻ 농도를 짧은 시간 동안 최대 10,000ppm까지 높여 표면을 재부동태화합니다. 엔지니어는 염화물 구멍으로부터 티타늄 히터를 보호하기 위해 티오시안산염을 경쟁적 흡착제로 사용합니다.