** ٹائیٹینیم ہیٹر (گریڈ 7) کے لیے گرم 12% سوڈیم ٹنگسٹیٹ + 3% سوڈیم کاربونیٹ محلول (pH 10) میں 95 ڈگری پر ٹنگسٹن لیچنگ کے لیے، پیلیڈیم کا اضافہ بخارات میں پٹنگ کی حساسیت کو کیسے کم کرتا ہے شرائط؟**
گریڈ 7 ٹائٹینیم (Ti-0.15% Pd) ہیٹر بڑے پیمانے پر ٹنگسٹن لیچنگ سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں جہاں محلول میں 12% سوڈیم ٹنگسٹیٹ (Na₂WO₄) اور 3% سوڈیم کاربونیٹ (Na₂CO₃) ہوتا ہے، 95 ڈگری پر p.roxi کے اعلی درجے کے ساتھ۔ ٹنگسٹیٹ حل ٹائٹینیم پر مکمل طور پر ڈوبی ہوئی حالتوں میں ایک مستحکم غیر فعال فلم کو فروغ دیتا ہے۔ تاہم، ایک مخصوص ناکامی کا طریقہ کار بخارات مائع انٹرفیس پر ہوتا ہے - وہ خطہ جہاں ہیٹر ٹیوب محلول کی سطح سے گزرتی ہے۔ اس انٹرفیس پر، حل کی سطح کے اتار چڑھاؤ اور بلبلے کے پھٹنے کی وجہ سے مسلسل گیلا اور خشک ہونے کے چکر آتے ہیں۔ اعلی درجہ حرارت، الکلائن کاربونیٹ، تحلیل شدہ آکسیجن، اور چکری گیلا کا امتزاج ایک جارحانہ ماحول پیدا کرتا ہے جو مقامی طور پر گڑھے کا سبب بن سکتا ہے۔ گریڈ 2 ٹائٹینیم 1000-1500 گھنٹے کے اندر انٹرفیس پر پٹنگ کا شکار ہوتا ہے۔ گریڈ 7 ٹائٹینیم، 0.15% پیلیڈیم کے ساتھ، کیتھوڈک رد عمل کو متحرک کرکے اعلیٰ مزاحمت فراہم کرتا ہے جو خشک ہونے کے دوران بھی ایک عمدہ صلاحیت کو برقرار رکھتا ہے، 3–5 کے عنصر سے پٹنگ کی حساسیت کو کم کرتا ہے۔
**بخار کا طریقہ کار-لیکویڈ انٹرفیس اٹیک اور پیلیڈیم پروٹیکشن**
بخارات-مائع انٹرفیس پر، ٹائٹینیم غیر فعال فلم ڈوبنے اور بخارات کی نمائش کے دوران جزوی کمی یا مکینیکل رکاوٹ کے دوران تشکیل کے بار بار چکروں سے گزرتی ہے۔ ڈوبنے پر، الکلائن کاربونیٹ محلول ایک مستحکم TiO₂ فلم کو برقرار رکھتا ہے۔ بخارات کے سامنے آنے پر، پتلی مائع فلم بخارات بن جاتی ہے، ٹائٹینیم کی سطح پر کاربونیٹ اور ٹنگسٹیٹ نمکیات کو مرتکز کرتی ہے۔ دوبارہ ڈوبنے پر، مرتکز نمکیات گھل جاتے ہیں، لیکن غیر فعال فلم سے سمجھوتہ کیا گیا ہو گا۔ گریڈ 2 ٹائٹینیم میں، یہ چکراتی حملہ مقامی پٹنگ کا باعث بنتا ہے، خاص طور پر انٹرفیس لائن پر۔ گریڈ 7 ٹائٹینیم میں میٹرکس میں پھیلے ہوئے پیلیڈیم کے ذرات ہوتے ہیں جو آکسیجن کی کمی کے لیے کیتھوڈک سائٹس کے طور پر کام کرتے ہیں۔ یہاں تک کہ جب سطح جزوی طور پر خشک ہوجاتی ہے، پیلیڈیم سائٹس غیر فعال خطے میں ٹائٹینیم کی سطح کی صلاحیت کو برقرار رکھتے ہوئے کیتھوڈک سرگرمی کو برقرار رکھتی ہیں۔ یہ کیتھوڈک ترمیم ممکنہ گراوٹ کو روکتی ہے جو بصورت دیگر خشک ہونے کے دوران واقع ہو گی، گڑھے کے آغاز کی حالت کو ختم کرتی ہے۔
**انٹرفیس پر پٹنگ حساسیت کا مقداری موازنہ**
12% Na₂WO₄، 3% Na₂CO₃ میں 95 ڈگری پر چکنائی والی گیلی-خشک حالتوں میں ڈوبی ہوئی گریڈ 2 اور گریڈ 7 کی ٹائٹینیم ٹیوبیں (12 ملی میٹر OD، 1.2 ملی میٹر وال) کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرول شدہ ٹیسٹ (10 منٹ ڈوبا ہوا، 5 منٹ تک دہرایا گیا) بخارات-لیکوئیڈ انٹرفیس پر رویہ
| ٹائٹینیم گریڈ|پیلیڈیم مواد|انٹرفیس پر پہلے گڑھے کا وقت (گھنٹے)|انٹرفیس میں گڑھے کی کثافت (گڑھے فی سینٹی میٹر انٹرفیس)|2000 گھنٹے (ملی میٹر) کے بعد زیادہ سے زیادہ گڑھے کی گہرائی|سروس لائف ٹو پرفوریشن (گھنٹے)|رشتہ دار زندگی |
|----------------|-------------------|----------------------------------------|-----------------------------------------------------|-----------------------------------------|-------------------------------------|---------------|
| گریڈ 2|0%|300 - 500|6 - 12|0.40 - 0.65|800 - 1,200|1.0× |
| گریڈ 2 + کیتھوڈک تحفظ|0%|500 - 800|4 – 8|0.30 - 0.45|1,200 - 1,800|1.5× |
| گریڈ 7|0.15%|1,200 - 1,800|1 – 3|0.08 - 0.18|3,000 - 4,500|3.5× |
| گریڈ 7 (الیکٹرو پولش سطح)|0.15%|1,800 - 2,500|0.5 - 1.5|0.04 - 0.10|4,500 - 6,500|5.0× |
| گریڈ 12 (0.3% Mo, 0.8% Ni)|0%|1,000 - 1,500|2 – 5|0.12 - 0.25|2,500 - 3,800|2.8× |
اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ گریڈ 7 ٹائٹینیم گریڈ 2 کے مقابلے میں 3.5 کے عنصر سے پٹنگ کی حساسیت کو کم کرتا ہے۔ پہلے گڑھے کا وقت 300–500 گھنٹے سے 1,200–1,800 گھنٹے تک ہوتا ہے، اور سروس لائف 800–1,200 گھنٹے سے بڑھ کر 3,500–4 گھنٹے تک بڑھ جاتی ہے، تین گنا زیادہ۔
**کیوں پیلیڈیم الکلائن حل میں موثر ہے**
الکلائن ٹنگسٹیٹ حل میں پیلیڈیم کی تاثیر اس کی اعلی صلاحیت پر آکسیجن کی کمی کو متحرک کرنے کی صلاحیت سے پیدا ہوتی ہے۔ الکلائن میڈیا میں، آکسیجن کی کمی کا رد عمل O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ کے ذریعے آگے بڑھتا ہے، جس میں ایک اعلی توازن کی صلاحیت ہوتی ہے۔ گریڈ 2 ٹائٹینیم پر، اس رد عمل کا زیادہ امکان زیادہ ہوتا ہے، اور سطح کے خشک ہونے پر امکان نمایاں طور پر گر جاتا ہے۔ گریڈ 7 پر، پیلیڈیم کے ذرات آکسیجن میں کمی کے لیے کم-زیادہ ممکنہ جگہیں فراہم کرتے ہیں، یہاں تک کہ خشک ہونے کے دوران بھی زیادہ صلاحیت برقرار رکھتے ہیں۔ گریڈ 7 ٹائٹینیم کا الیکٹرو کیمیکل پوٹینشل تقریباً +0.2 سے +0.3 V بمقابلہ Ag/AgCl خشک ہونے کے دوران رہتا ہے، جبکہ گریڈ 2 گر کر -0.1 سے 0.0 V تک پہنچ جاتا ہے - ایک 200–300 mV فرق جو یہ طے کرتا ہے کہ آیا غیر فعال فلم برقرار ہے یا ٹوٹنا برقرار ہے۔
**منظرنامہ-بنیاد انتخاب گائیڈ: ٹائٹینیم گریڈ برائے ٹنگسٹیٹ لیچنگ ہیٹر**
| آپریٹنگ حالت|انٹرفیس گیلا-خشک سائیکل فریکوئنسی|تجویز کردہ ٹائٹینیم گریڈ|متوقع انٹرفیس لائف (گھنٹے)|انجینئرنگ جواز |
|--------------------|----------------------------------|---------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Continuous immersion (no level fluctuation) | None | Grade 2 | >5,000|کوئی انٹرفیس حملہ نہیں اگر مکمل طور پر ڈوبا ہوا ہے |
| اعتدال پسند سطح کا اتار چڑھاو (روزانہ سائیکل)|1 – 5 سائیکل فی دن|گریڈ 7|3,000 - 4,500|پیلیڈیم 3.5× زندگی میں بہتری فراہم کرتا ہے۔
| بار بار سطح کا اتار چڑھاؤ (گھنٹہ کے چکر)|10 - 20 سائیکل / دن|گریڈ 7 + الیکٹرو پولش|4,500 - 6,500|سطح کی تکمیل ابتدائی سائٹوں کو کم کرتی ہے |
| وقفے وقفے سے آپریشن (روزانہ شٹ ڈاؤن)|1 سائیکل/شٹ ڈاؤن|گریڈ 7|4,000 - 6,000|کم سائیکل زندگی کو بڑھاتے ہیں |
| بجٹ-محدود، مختصر-ٹرم (<1000 hours) | Any | Grade 2 | 800 – 1,200 | Acceptable for temporary service |
**انٹرفیس کی زندگی کو بڑھانے کے لیے عملی اقدامات**
تین تکمیلی اقدامات گریڈ 7 ٹائٹینیم کے ساتھ بھی انٹرفیس حملے کو کم کرتے ہیں۔ سب سے پہلے، ہیٹر کے بنڈل کو ٹیوبوں کے ساتھ ہر وقت مکمل طور پر ڈوبی ہوئی سب سے زیادہ ٹیوب سے کم از کم محلول کی سطح 50 ملی میٹر اوپر رکھ کر ڈیزائن کریں۔ دوسرا، ایک سپلیش گارڈ یا لیول-کنٹرول سسٹم انسٹال کریں جو انٹرفیس کو ٹیوب کی سطح پر گھومنے سے روکتا ہے۔ تیسرا، گریڈ 2 کے سسٹمز کے لیے، انٹرفیس زون پر PTFE کوٹنگ لگائیں۔ کوٹنگ بخارات سے بنے نمکیات اور ٹائٹینیم کی سطح کے درمیان براہ راست رابطے کو روکتی ہے، گیلے-خشک سائیکل حملے کو مؤثر طریقے سے ختم کرتی ہے۔ یہ اقدامات گریڈ 2 کی زندگی کو 2,000–3,000 گھنٹے تک بڑھا سکتے ہیں، گریڈ 7 کی کارکردگی کے قریب پہنچ کر۔
**نتیجہ**
12% سوڈیم ٹنگسٹیٹ میں ڈوبے ہوئے گریڈ 7 کے ٹائٹینیم ہیٹر کے لیے، 95 ڈگری (pH 10) پر 3% سوڈیم کاربونیٹ محلول، 0.15% پیلیڈیم کا اضافہ بخارات- مائع انٹرفیس پر 3.5 کے عنصر سے کم کر دیتا ہے۔ 1,200–1,800 گھنٹے، اور سروس لائف 800–1,200 گھنٹے سے بڑھ کر 3,000–4,500 گھنٹے ہو جاتی ہے۔ پیلیڈیم خشک ہونے والے دور کے دوران آکسیجن کی کمی کو متحرک کرتے ہوئے ایک عمدہ صلاحیت کو برقرار رکھتا ہے، ممکنہ گراوٹ کو روکتا ہے جس سے گریڈ 2 میں پٹنگ شروع ہوتی ہے۔ ٹنگسٹن لیچنگ کے لیے ٹائٹینیم ہیٹر کی وضاحت کرنے والے انجینئرز کو گریڈ 7 کا انتخاب کرنا چاہیے جب بخارات-مائع انٹرفیس ناگزیر ہے، اور ہم اسے کم سے کم لاگو کرنے کے لیے سطح کو کنٹرول کرتے ہیں سائیکلنگ یہ الائے تصریح انٹرفیس پٹنگ کو روکتی ہے – اعلی-درجہ حرارت الکلائن ٹنگسٹیٹ ہیٹنگ ایپلی کیشنز میں غالب ناکامی کا موڈ۔
