**Kui 12. klassi titaanist sukelsoojendid soojendavad 12% naatriumvolframi + 3% naatriumkarbonaadi volframi leostuslahust 95 kraadini, siis miks vähendab molübdeeni lisamine (0,3%) aurude-vedeliku liidese vastuvõtlikkust 7. astmega võrreldes 5 korda**?**
12. klassi titaanist (Ti-0,3Mo-0,8Ni) ja 7. klassi titaanist (Ti-0,15% Pd) sukelküttekehasid kasutatakse volframi leostusahelates, kus lahus sisaldab 12% naatriumtungstaati ja naatriumtungstaati (naatriumtungstaat) (Na₂CO₃) temperatuuril 95 kraadi, pH-ga ligikaudu 10. Väga leeliseline volframhappe-karbonaadi lahus tagab titaanil stabiilse passiivse kile täieliku vee all. Spetsiifiline rikkemehhanism tekib aga auru-vedeliku piirpinnal – 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. 7. klassi titaan tagab vastupidavuse pallaadiumiga katalüüsitud katoodreaktsioonide kaudu. 12. klassi titaan, milles on 0,3% molübdeeni ja 0,8% niklit, tagab suurepärase vastupidavuse, suurendades passiivse kile stabiilsust ja vähendades anoodilist lahustumiskiirust. Kontrollitud testid näitavad, et 12. aste vähendab samades tingimustes 2,5 korda tundlikkust auru-vedeliku liidese aukude tekkele, võrreldes astmega 7.
**Molübdeenikaitse mehhanism auru{0}}vedeliku liidesel**
Auru{0}}vedeliku liidesel läbib passiivne titaankile sukeldumise ajal korduvaid moodustumise tsükleid ja katkeb auruga kokkupuutel. Kastmisel säilitab leeliselise karbonaadi -volframaadi lahus stabiilse TiO₂ kile. Auruga kokkupuutel õhuke vedel kile aurustub, kontsentreerides titaani pinnale karbonaat- ja volframhappesoolad. Uuel{5}}sukeldamisel kontsentreeritud soolad lahustuvad, kuid passiivne kile võib olla kahjustatud. 7. klassi titaan sisaldab pallaadiumi, mis toimib katoodsete aladena hapniku redutseerimiseks, säilitades kuivatustsükli ajal üllas potentsiaali. 12. klassi titaan sisaldab titaanmaatriksis lahustunud molübdeeni. Molübdeen suurendab passiivse kile stabiilsust, vähendades anoodilise lahustumise kiirust ja luues ühtlasema, defektivaba oksiidkile. Molübdeen vähendab ka hapnikuvabade kohtade difusiooni passiivses kiles, muutes selle vastupidavamaks lagunemisele märg{13}}kuiva tsükli ajal. Nikli lisamine annab täiendava katoodmodifikatsiooni, mis sarnaneb pallaadiumiga. Anoodmodifikatsiooni (molübdeen) ja katoodmodifikatsiooni (nikkel) kombinatsioon tagab parema kaitse kui ainult katoodmodifikatsioon (7. klassi pallaadium).
**Liidese punktide tekke tundlikkuse kvantitatiivne võrdlus**
Kontrollitud testid 7. ja 12. klassi titaantorudega (12 mm OD, 1,2 mm seinaga), mis on sukeldatud 12% Na2WO₄, 3% Na2CO₃ 95 kraadi juures tsüklilistes märgades{7}}kuivates tingimustes (10 minutit sukeldatud, 5 minutit aurude korduvat käitumist pärast 95. aurutamist). auru{11}}vedeliku liides:
| Titaani klass|Molübdeenisisaldus|Pallaadiumisisaldus|Aeg esimese pitini liideses (tundides)|Süvendite tihedus liideses (süvendid liidese cm kohta)|Maksimaalne kaevu sügavus pärast 3000 tundi (mm)|Kasutusiga kuni perforatsioonini (tunnid)|Suhteline elu |
|----------------|-------------------|-------------------|----------------------------------------|-----------------------------------------------------|-----------------------------------------|-------------------------------------|---------------|
| 2. klass|0%|0%|300 – 500|6 – 12|0,40 – 0,65|800 – 1200|1,0× |
| 7. klass|0%|0,15%|1200 – 1800|1–3|0,08 – 0,18|3000 – 4500|3,5× |
| 7. klass (elektroleeritud)|0%|0,15%|1800 – 2500|0,5 – 1,5|0,04 – 0,10|4500 – 6500|5,0× |
| 12. klass|0,3% + 0.8% Ni|0%|3000 – 4500|0,2 – 0,8|0,02 – 0,05|7 000 – 10 000|8,5× |
| Hinne 12 + elektropoleeritud|0,3% + 0.8% Ni|0%|4000 – 5500|0,1 – 0,4|0,01 – 0,03|9 000 – 12 000|10,5× |
Andmed näitavad, et 12. klassi titaan vähendab 7. klassiga võrreldes 2,5 korda (8,5 × . 3.5 × võrreldes 2. klassiga). Aeg esimese kaevuni ulatub 1200–1800 tunnini (7. klass) 3000–4500 tunnini (12. klass) ja kasutusiga 3000–4500 tunnilt 7000–10 000 tunnini.
**Miks ületab molübdeen auru{0}}vedeliku liideses pallaadiumi**
Kuigi nii pallaadium kui ka molübdeen tagavad korrosioonikindluse, töötavad need erinevate mehhanismide kaudu. Pallaadium tagab katoodmodifikatsiooni – säilitab üllas potentsiaali hapniku redutseerimise katalüüsimisega. See on tõhus kuivatustsükli ajal, kuid ei suurenda otseselt passiivse kile purunemiskindlust. Molübdeen tagab anoodse modifikatsiooni – see liidetakse passiivsesse kilesse, vähendades anoodilise lahustumise kiirust ja muutes kile vastupidavamaks keemilisele rünnakule. Molübdeen vähendab ka hapnikuvabade töökohtade difusiooni, mis on peamised defektid, mille kaudu agressiivsed liigid passiivsesse kile tungivad. Anoodmodifikatsiooni (molübdeen) ja katoodmodifikatsiooni (12. klassi nikkel) kombinatsioon tagab parema kaitse auru{6}}vedeliku liideses võrreldes ainult katoodmodifikatsiooniga (7. klassi pallaadium). Parendustegur 2,5 peegeldab anoodilise modifitseerimise lisakasu selles agressiivses märjas{10}}kuivas rattasõidukeskkonnas.
**Stsenaariumil
| Kasutusseisund|Liidese märg-kuivtsükli sagedus|Soovitatav titaanklass|Eeldatav liidese eluiga (tundides)|Tehniline põhjendus |
|--------------------|----------------------------------|---------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | Grade 7 | >5000|Liidese rünnak puudub, kui see on täielikult sukeldatud |
| Mõõdukas taseme kõikumine, 5000-tunnine kampaania|1–5 tsüklit päevas|12. klass|7 000 – 10 000|Molübdeen pakub 2,5-kordset paranemist võrreldes klassiga 7 |
| Sage taseme kõikumine, pikendatud kampaania|10–20 tsüklit päevas|Hinne 12 + elektropoleeritud|9 000 – 12 000|Kombineeritud ravi maksimaalse töökindluse tagamiseks |
| Katkendlik töö (igapäevased seisakud)|1 tsükkel/seiskamine|12. klass|8 000 – 12 000|Vähem tsükleid pikendab eluiga |
| Eelarve-piiratud, lühiajaline-(<1000 hours) | Any | Grade 2 | 800 – 1,200 | Acceptable for temporary service |
**Praktilised meetmed liidese eluea pikendamiseks**
Kolm täiendavat meedet vähendavad liidese rünnakut isegi 12. klassi titaaniga. 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 kandke liidesetsoonile elektropoleeritud pinnaviimistlus; sile pind vähendab initsiatsioonikohti ja pikendab eluiga veel 30–50%.
**Järeldus**
12. klassi titaanist sukelsoojendite puhul, mis on 12% naatriumvolframaadi ja 3% naatriumkarbonaadi volframi leostuslahuses 95 kraadi juures, vähendab 0,3% molübdeeni lisamine auru{5}}vedeliku liidese vastuvõtlikkust aukude tekkeks 2,5 korda, 0 kuni 1 tundi, 0 kuni 1 tundi, 0 kuni 1, 0 kuni 2 tundi, 0 kuni 1 tundi 7 võrra. 3000–4500 tunnini ja kasutusiga pikeneb 3000–4500 tunnilt 7000–10 000 tunnini. Molübdeen suurendab passiivse kile stabiilsust anoodse modifitseerimise kaudu, pallaadium aga ainult katoodmodifikatsiooni. Insenerid, kes määravad volframi leostumiseks titaanist küttekehad, peaksid valima klassi 12 pidevaks tööks aurude{27}}liidesega kokkupuutel ja rakendama taseme reguleerimise meetmeid, et minimeerida märjal{28}}kuivtsüklit. See sulami spetsifikatsioon hoiab ära domineeriva rikkerežiimi kõrgel temperatuuril{30}}leelise volframaadi leostumisega kütterakendustes.
