Když se použije titanový ohřívač k varu 1% kyseliny bromovodíkové při 100 stupních, jaký je maximální povolený gradient koncentrace bromidu (povrch vs. objem) před zahájením lokalizovaného transpasivního rozpouštění?

Při varu 1% kyseliny bromovodíkové (HBr) při 100 stupních je pasivita titanu zachována stabilním oxidovým povlakem. Ale bromidové ionty (Br-) by mohly spustit transpasivní rozpouštění při vysoké povrchové koncentraci. Riziko souvisí s koncentračním gradientem mezi povrchem zkumavky (kde se HBr koncentruje odpařováním) a zásobním roztokem. Lokalizované transpasivní rozpouštění je zahájeno při povrchové koncentraci bromidu 5násobku celkové koncentrace.

Koncentrační gradienty: Kvantitativní omezení

Pro hromadnou 1% HBr (≈ 10 000 ppm Br−):

Poměr povrch/objem<3×: Passive. No transpassive dissolving.

Přechodová zóna surf/bulk poměr 3-5x Metastabilní útok příležitostně.

Surface/bulk ratio >5×: Transpasivní rozpouštění, stabilní. Rychlý lokalizovaný útok.

Reference ovládání přechodu

Objemová koncentrace HBr (%) Maximální přípustný poměr povrch/objem Navrhovaná akce
0.5 8× Snížit tepelný tok
1.0 5X Normální provoz
2.0 3× zvýšení rychlosti proudění
2× 3,0 Nedoporučuje se
Inženýrský tip

Pro udržení nízké koncentrace bromidu udržujte teplotu povrchu zkumavky pod 110 stupni (ΔT=10 stupňů) během varu 1% HBr. Rychlost proudění se zvýšila na 0,5 m/s, aby se snížil koncentrační gradient. Technik řídí gradient koncentrace bromidu, aby se zabránilo transpasivnímu rozpouštění.