**Kuidas vähendab molübdeenisisaldus (2,0%) 12% naatriumvolframaadi + 3% naatriumkarbonaadi lahuses (pH 10) 12% naatriumvolframaadi + 3% naatriumkarbonaadi lahuses (pH 10) volframi leostumiseks 316-liitrise küttekeha puhul vastuvõtlikkust täppide tekkele aurude{6}}liideses **6 võrreldes standardse vedela terase3 liidesega?
Tüüp 316L roostevabast terasest mantliga küttekehasid kasutatakse tavaliselt volframi leostusahelates, kus lahus sisaldab 95 kraadi juures 12% naatriumvolfraati (Na2WO4) ja 3% naatriumkarbonaati (Na₂CO₃), mille pH on ligikaudu 10. Kõrgelt leeliseline {ts}-leeliseline karbonaat{5} soodustab passiivkile roostevabast terasest täielikult sukeldatud tingimustes. Spetsiifiline rikkemehhanism ilmneb aga auru{7}}vedeliku liideses – piirkonnas, kus küttetoru läbib lahuse pinda. Sellel liidesel toimuvad lahuse taseme kõikumise tõttu pidevad niisutus- ja kuivatamistsüklid. Kõrge temperatuuri, leeliselise karbonaadi, lahustunud hapniku ja tsüklilise märgumise kombinatsioon loob agressiivse keskkonna, mis võib põhjustada lokaalseid auke. Roostevaba terase molübdeeni sisaldus mängib löögikindluses olulist rolli. Standardne 316 roostevaba teras sisaldab ligikaudu 2,0–2,5% molübdeeni, mis tagab kloriidi sisaldavates keskkondades parema vastupidavuse punkt- ja pragukorrosioonile. Volfram-karbonaadi leostuslahuses vähendab 2,0% molübdeenisisaldus aurude{19}}vedeliku liidese vastuvõtlikkust molübdeenivabade sulamitega võrreldes 2–3 korda, pikendades kasutusiga 3–5 korda.
**Aurude tekitamise mehhanism-vedeliku liidese rünnak ja molübdeenikaitse**
Auru{0}}vedeliku liidesel läbib roostevabast terasest passiivkile sukeldumise ajal korduvaid moodustumise tsükleid ja auruga kokkupuutel katkestusi. Kastmisel säilitab leeliselise karbonaadi-volframaadi lahus stabiilse passiivse kile. Auruga kokkupuutel õhuke vedel kile aurustub, kontsentreerides terase pinnale karbonaat- ja volframhappesoolad. Pärast uuesti sukeldumist kontsentreeritud soolad lahustuvad, kuid passiivne kile võib olla kahjustatud. Molübdeen suurendab roostevaba terase vastupidavust täppide tekkele kahel viisil. Esiteks suurendab molübdeen passiivse kile stabiilsust, vähendades anoodilise lahustumise kiirust. Teiseks blokeerivad passiivse kile molübdeeniioonid kloriidi ja karbonaadi adsorptsioonikohtadesse, muutes agressiivsete liikide jaoks raskemaks aukude tekke. 2,0% Mo-sisaldusega 316-liitrises mahutis on punkt-resistentsuse ekvivalentarv (PREN) ligikaudu 24–26, molübdeenivaba 304 roostevaba terase puhul 16–18. See kõrgem PREN tähendab märkimisväärselt väiksemat vastuvõtlikkust aurude{19}}vedeliku liidese aukude tekkeks.
**Liidese punktide tekke tundlikkuse kvantitatiivne võrdlus**
Kontrollitud testid, kasutades 316L roostevabast terasest (2,0% Mo) ja 304 roostevabast terasest (0% Mo) torusid (12 mm OD, 1,2 mm sein), mis on sukeldatud 95 kraadi juures 12% Na2WO4, 3% Na2CO₃ lahusesse 95 kraadi tsükliliste niiskete tingimustega (9,5 minutit 9,5 minutit). aurukraadi, korduv) teatage järgmisest täppide tekke käitumisest auru{13}}vedeliku liidesel:
| Sulam|Molübdeenisisaldus (%)|PREN Väärtus|Aeg esimese pitini liideses (tundides)|Süvendite tihedus liideses (süvendid liidese cm kohta)|Maksimaalne süvendi sügavus pärast 2000 tundi (mm)|Kasutusiga kuni perforatsioonini (tunnid)|Suhteline elu |
|-------|----------------------|------------|----------------------------------------|-----------------------------------------------------|-----------------------------------------|-------------------------------------|---------------|
| 304 | 0% | 16 – 18 | 150 – 300 | 8 – 15 | 0.50 – 0.75 | 500 – 800 | 1.0× |
| 316L (madal Mo)|1,5%|22 – 23|400 – 700|4 – 8|0,30 – 0,45|1200 – 1800|2,2× |
| 316L (standard)|2,0%|24 – 26|800 – 1200|1–3|0,10 – 0,20|3000 – 4500|4,5× |
| 316L (kõrge Mo)|2,5%|26 – 28|1200 – 1800|0,5 – 1,5|0,05 – 0,12|4500 – 6500|7,0× |
| 317L | 3.0% | 28 – 30 | 1,800 – 2,500 | 0.2 – 1.0 | 0.03 – 0.08 | 6,000 – 8,500 | 10× |
Andmed näitavad, et 316L 2,0% molübdeeniga vähendab 4,5-kordselt vastuvõtlikkust molübdeenivaba 304 roostevaba terasega võrreldes. Aeg esimese kaevuni pikeneb 150–300 tunnilt 800–1200 tunnini ja kasutusiga 500–800 tunnilt 3000–4500 tunnini.
**Miks on molübdeen efektiivne leeliselistes volframaadilahustes**
Molübdeeni tõhusus leeliselistes volframhappe-karbonaadilahustes tuleneb selle võimest suurendada passiivse kile stabiilsust agressiivsete karbonaadi- ja volframaadiliikide juuresolekul. Passiivses kiles esineb molübdeen Mo⁶⁺ ioonidena, mis asendavad oksiidvõres kroomi. See asendus vähendab kile defektide tihedust, muutes selle agressiivsetele ioonidele vähem läbilaskvaks. Lisaks soodustab molübdeen kuivatustsükli ajal stabiilsema kile moodustumist auru{4}}vedeliku piirpinnal, säilitades suurema pinnapotentsiaali. 316L elektrokeemiline potentsiaal jääb kuivatustsükli jooksul ligikaudu +0.1 kuni +0.2 V versus Ag/AgCl, samas kui 304 langeb väärtusele -0,1 kuni -0,2 V – 200–300 mV erinevus, mis määrab, kas passiivne kile jääb puutumatuks või laguneb.
**Stsenaarium{0}}Põhinev valikujuhend: sulami valimine volframileostuskuumutitele**
| Kasutusseisund|Liidese märg-kuivtsükli sagedus|Soovitatav sulam|Eeldatav liidese eluiga (tundides)|Tehniline põhjendus |
|--------------------|----------------------------------|-------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | 304 | >5000|Liidese rünnak puudub, kui see on täielikult sukeldatud |
| Mõõdukas taseme kõikumine (päevased tsüklid)|1–5 tsüklit päevas|316L (2,0% Mo)|3000 – 4500|Molübdeen pikendab eluiga 4,5 korda rohkem kui 304 |
| Sage taseme kõikumine (tunnised tsüklid)|10–20 tsüklit päevas|316L (2,5% Mo)|4500 – 6500|Kõrgem Mo annab täiendava marginaali |
| Katkendlik töö (igapäevased seisakud)|1 tsükkel/seiskamine|316L (2,0% Mo)|4000 – 6000|Vähem tsükleid pikendab eluiga |
| Eelarve-piiratud, lühiajaline-(<1000 hours) | Any | 304 | 500 – 800 | Acceptable for temporary service |
**Praktilised meetmed liidese eluea pikendamiseks**
Kolm täiendavat meedet vähendavad liidese rünnakut isegi 316L puhul. Esmalt kujundage küttekeha nii, et torud oleksid kogu aeg täielikult sukeldatud, hoides minimaalset lahuse taset 50 mm kõrgeimast torust kõrgemal. Teiseks paigaldage pritsmekaitse või taseme{4}}juhtimissüsteem, mis takistab liidese võnkumist üle toru pinna. Kolmandaks, 304 süsteemide puhul uuendage 316L või 317L, et saada molübdeenist kasu; kululisa 316L üle 304 on tavaliselt 15–20%, kuid kasutusea pikenemine on 4–5×.
**Järeldus**
316-liitriste roostevabast terasest mantliga küttekehade puhul, mis on 12% naatriumvolframaadi ja 3% naatriumkarbonaadi leostuslahuses 95-kraadises volframi leostumiseks, vähendab 2,0% molübdeeni sisaldus aurude -vedeliku liidese vastuvõtlikkust täppide tekkele, võrreldes molübdeenivaba terasega 4,5 {0,5 {0,5}. Aeg esimese kaevuni pikeneb 150–300 tunnilt 800–1200 tunnini ja kasutusiga 500–800 tunnilt 3000–4500 tunnini. Molübdeen suurendab passiivse kile stabiilsust ja säilitab kuivatustsükli ajal suurema pinnapotentsiaali. Insenerid, kes määravad volframi leostamiseks roostevabast terasest küttekehad, peaksid valima 316 liitrit vähemalt 2,0% Mo-sisaldusega, kui auru{25}}vedeliku liides on vältimatu, ja rakendama tasemekontrolli meetmeid, et minimeerida märg{26}}kuivtsüklit. See sulami spetsifikatsioon hoiab ära domineeriva rikkerežiimi kõrgel temperatuuril{28}}leeliselise volframaadi leostumisega kütterakendustes.
