Titanové topné trubice spoléhají na hustý pasivní film oxidu titaničitého, který odolává většině kyselin a solí, takže jsou široce používány v topných systémech odolných proti korozi- chemikáliím, potravinám a farmacii. Většina uživatelů uznává výjimečnou odolnost titanu vůči kyselinám, ale postrádají jasné pochopení jeho tolerančního limitu pro vysoké-teploty a silné alkálie. Mnoho výrobních linek kombinuje vysoce koncentrovanou čisticí kapalinu na bázi hydroxidu sodného s ohřevem, aby se odstranily organické nečistoty, a dlouhodobé namáčení za těchto pracovních podmínek postupně degraduje ochrannou vrstvu TiO₂. Různé kombinace koncentrací alkálií a teplot vedou k různým stupňům poškození povrchu, z nichž některé lze obnovit re-oxidací, zatímco jiné způsobují trvalou korozi matrice, kterou nelze opravit.
Nízká{0}}koncentrace alkalického roztoku pod 5 % a teplota pod 60 stupňů nepoškodí pasivní film titanu. Tenká vrstva oxidu udržuje stabilní chemickou setrvačnost v mírně alkalickém prostředí. Dokonce i nepřetržité namáčení po dobu několika stovek hodin vytváří pouze slabé stejnoměrné zabarvení na povrchu trubky bez odlupování filmu nebo leptání matrice. Po opláchnutí čistou vodou a krátkodobém-vystavení vzduchu se lehce poškozená fólie může automaticky-opravit. Tento druh jemného alkalického čištění nepředstavuje žádné skryté riziko pro-dlouhodobou službu titanových topných trubek a lze jej použít jako každodenní rutinní odmašťovací postupy CIP.
Když koncentrace alkálie stoupne nad 10 % a teplota média překročí 80 stupňů, dojde k reverzibilnímu ztenčení filmu oxidu titaničitého. Vysokoteplotní hydroxidové ionty pomalu reagují s vnější volnou vrstvou TiO₂, čímž zmenšují tloušťku pasivního filmu a oslabují jeho antikorozní bariéru. V této fázi je hustá vnitřní oxidová vrstva stále neporušená, aby chránila titanový substrát. Pokud je topná trubice vyjmuta ze silné alkálie, důkladně opláchnuta neutrální čistou vodou a umístěna na několik hodin do kapaliny-obsahující kyslík, na povrchu se regeneruje nový jednotný pasivní film, který obnoví původní antikorozní-kapacitu. Toto poškození je dočasné a reverzibilní, takže pro nouzové čištění je přijatelné krátkodobé -vysoko{11}}tepelné silné alkalické namáčení.
Dlouhodobé nepřetržité máčení ve vroucích silných alkáliích přináší nevratné trvalé poškození. Když teplota dosáhne bodu varu a koncentrace alkálie překročí 20 %, hydroxid nepřetržitě proniká do pasivního filmu a reaguje s kovovou titanovou matricí za vzniku rozpustných sloučenin titaničitanu. Tato reakce vyleptá drobné konkávní důlky na povrchu trubky a zcela zničí strukturální základ ochranného filmu. Ani po neutralizačním proplachu a dlouhodobé -oxidaci nemůže povrch znovu vytvořit souvislou kompaktní vrstvu TiO₂. Následný kontakt s organickou kyselinou nebo chloridovou solankou spustí rychlou expanzi korozních důlků, což má za následek brzké pronikání do stěny a únik média. Oblasti ovlivněné teplem-svařením s tenčím přírodním pasivním filmem jsou prvními místy, kde dochází k nevratné alkalické erozi.
Směs alkálií smíchaná s oxidanty výrazně zvyšuje rychlost poškození povrchu. Čisticí prostředky obsahující chlornan sodný, peroxid a silný hydroxid sodný vytvářejí při zahřívání kompozitní korozivní prostředí. Oxidanty urychlují rozklad filmu oxidu titaničitého a zkracují dobu od reverzibilního ztenčení k nevratnému naleptání matrice o více než polovinu. Takto smíšená alkalická čisticí kapalina je zakázána pro dlouhodobé-namáčení sestav titanových topných trubek.
Podniky používající titanové topné trubky by měly standardizovat parametry alkalického čištění. Omezte běžné čištění alkálií na koncentraci pod 5 % a teplotu pod 60 stupňů; pokud je pro odstranění silného znečištění vyžadována vysoká koncentrace horké alkálie, upravte dobu namáčení do 30 minut a poté proveďte úplné neutralizační propláchnutí. Vyhněte se nepřetržité cirkulaci silné alkálie, aby nedošlo k trvalému poškození povrchu titanových substrátů.
表格
| Alkalický provozní stav | Stupeň poškození povrchu titanové trubky | Obnovitelnost pasivního filmu |
|---|---|---|
| Méně než nebo rovno 5 % alkálie, teplota Méně než nebo rovno 60 stupňům dlouhodobé-namáčení | Pouze slabé povrchové zbarvení | Kompletní samočinná-oprava po vystavení kyslíku |
| 10%–20% alkálie, 80–100 stupňů krátké namáčení | Částečné ztenčení vnější vrstvy TiO₂ | Plná regenerace pasivního filmu po neutrálním propláchnutí a oxidaci |
| Větší nebo rovno 20 % vroucího silného alkalického nepřetržitého namáčení | Matricové leptání a trvalé důlkové defekty | Nevratné, nelze obnovit kompletní ochranný film |
| Silná alkálie smíchaná s oxidantem při vysoké teplotě | Rychlý rozklad filmu a zhoršená důlková tvorba | Vážné trvalé poškození i při krátkém kontaktu |
Stručné shrnutí
Mírná nízkoteplotní-alkálie způsobuje zanedbatelné poškození titanových topných trubek, zatímco vysokoteplotní koncentrovaná silná alkálie vede k reverzibilnímu ztenčení pasivního filmu během krátké doby kontaktu. Vařící -alkalické dlouhodobé- máčení ve vysoké koncentraci vytváří nevratnou korozi matrice. Přísná kontrola koncentrace alkálií, teploty a doby namáčení je nezbytná pro ochranu povrchu titanové trubky a udržení stabilního antikorozního- výkonu.
