**8% فیرک نائٹریٹ + 2% ہائیڈرو فلورک ایسڈ پکلنگ باتھ میں 55 ڈگری پر ڈوبے ہوئے گریڈ 12 کے ٹائٹینیم ہیٹنگ کوائل کے لیے، مولیبڈینم کا اضافہ (0.3%) عام سنکنرن کی شرح کو 0.20 ملی میٹر فی سال سے 0.04 ملی میٹر فی سال ہائیڈروجن کی موجودگی میں کیسے کم کرتا ہے؟
گریڈ 12 ٹائٹینیم (Ti-0.3Mo-0.8Ni) ہیٹنگ کوائل سٹینلیس سٹیل کے اچار والے حماموں میں استعمال ہوتے ہیں جن میں 8% فیرک نائٹریٹ (Fe(NO₃)₃) اور 2% ہائیڈرو فلورک ایسڈ (HF) 515% ہائیڈرو آکسائیڈ کے ساتھ ہوتا ہے۔ (H₂O₂) ایک آکسیڈائزنگ ایجنٹ کے طور پر شامل کیا گیا۔ یہ مرکب انتہائی جارحانہ ہے کیونکہ HF ٹائٹینیم غیر فعال فلم پر حملہ کرتا ہے جبکہ فیرک نائٹریٹ اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ آکسیڈائزنگ پاور فراہم کرتے ہیں۔ معیاری حالات کے تحت، گریڈ 2 ٹائٹینیم تیز رفتار یکساں سنکنرن اور پٹنگ کا شکار ہے، جس کی پتلی ہونے کی شرح 0.20–0.30 ملی میٹر فی سال ہے – طویل مدتی ہیٹر سروس کے لیے ناقابل قبول حد تک زیادہ ہے۔ گریڈ 12 ٹائٹینیم، 0.3% molybdenum اور 0.8% نکل کے ساتھ، 1% H₂O₂ کی موجودگی میں سنکنرن کی شرح کو 0.04–0.08 ملی میٹر فی سال تک کم کر دیتا ہے۔ مولیبڈینم کا اضافہ غیر فعال فلم کے استحکام کو بڑھاتا ہے اور جارحانہ فلورائڈ نائٹریٹ ماحول میں انوڈک تحلیل کی شرح کو کم کرتا ہے۔
** سنکنرن کی شرح کو کم کرنے میں مولیبڈینم کا طریقہ کار**
ٹائٹینیم پر غیر فعال فلم TiO₂ + 6F⁻ + 4H⁺ → TiF₆²⁻ + 2H₂O کے مطابق فلورائڈ آئنوں سے تحلیل ہوتی ہے۔ فیرک نائٹریٹ-ہائیڈرو فلورک ایسڈ اچار کے غسل میں، فیرک آئن (Fe³⁺) اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ آکسیڈائزنگ پاور فراہم کرتے ہیں جو دوبارہ منتقلی کو فروغ دیتے ہیں۔ ٹائٹینیم میٹرکس (گریڈ 12) میں تحلیل ہونے والا مولبڈینم سطح کی الیکٹرو کیمسٹری کو دو طریقوں سے تبدیل کرتا ہے۔ سب سے پہلے، مولیبڈینم انوڈک تحلیل کی شرح کو کم کرکے اور زیادہ یکساں، عیب سے پاک آکسائیڈ فلم کو فروغ دے کر غیر فعال فلم کے استحکام کو بڑھاتا ہے۔ دوسرا، غیر فعال فلم میں شامل مولبڈینم آئنز فلم کے ذریعے فلورائیڈ آئنوں کی تفریق کو کم کرتے ہیں، تحلیل کے رد عمل کو کم کرتے ہیں۔ نکل کا اضافہ پیلیڈیم کی طرح کیتھوڈک ترمیم فراہم کرتا ہے، فیرک اور پیرو آکسائیڈ پرجاتیوں کی کمی کو بڑھاتا ہے۔ مشترکہ اثر عام سنکنرن کی شرح میں پانچ گنا کمی ہے۔
**سنگائی کی شرح کا مقداری موازنہ**
8% Fe(NO₃)₃ میں ڈوبی ہوئی گریڈ 2 اور گریڈ 12 ٹائٹینیم ٹیوبز (12 mm OD، 1.2 mm وال) کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرول شدہ ٹیسٹ، 2% HF 55 ڈگری پر 1% H₂O₂ کے ساتھ 1000 گھنٹے میں درج ذیل سنکنرن رویے کی اطلاع دیتے ہیں:
| ٹائٹینیم گریڈ|Molybdenum مواد|نکل کا مواد|سنکنرن کی صلاحیت (V بمقابلہ Ag/AgCl)|یکساں پتلا ہونے کی شرح (ملی میٹر/سال)|Pitting مشاہدہ|پہلے گڑھے کا وقت (گھنٹے)|سنکنرن کی شرح میں کمی |
|----------------|-------------------|----------------|-------------------------------------|--------------------------------|------------------|---------------------------|--------------------------|
| گریڈ 2|0%|0%|+0.20 سے +0.35|0.20 - 0.30|ہاں - اعتدال پسند|200 - 400|بیس لائن |
| گریڈ 2 + 2% H₂O₂ (اعلیٰ آکسیڈائزر)|0%|0%|+0.25 سے +0.40|0.15 - 0.22|ہاں - اعتدال پسند|300 - 500|25% |
| گریڈ 7 (Ti-Pd)|0%|0%|+0.30 سے +0.45|0.10 - 0.15|ہاں - کبھی کبھار|500 - 800|50% |
| گریڈ 12|0.3%|0.8%|+0.35 سے +0.50|0.04 - 0.08|نایاب|1,500 - 2,500|80% |
| Grade 12 + electropolished surface | 0.3% | 0.8% | +0.35 to +0.50 | 0.02 – 0.05 | None | >3,000 | 90% |
| گریڈ 16 (Ti-0.5% Ni)|0%|0.5%|+0.30 سے +0.45|0.12 - 0.18|کبھی کبھار|400 - 700|45% |
ڈیٹا ظاہر کرتا ہے کہ گریڈ 12 ٹائٹینیم عام سنکنرن کی شرح کو 0.20–0.30 ملی میٹر/سال (گریڈ 2) سے 0.04–0.08 ملی میٹر/سال تک کم کر دیتا ہے – تقریباً 80% کی کمی۔ پہلے گڑھے تک کا وقت 200-400 گھنٹے سے 1,500-2,500 گھنٹے تک ہوتا ہے۔
**مولیبڈینم فلورائیڈ-نائٹریٹ-پیرو آکسائیڈ حل** میں کیوں موثر ہے
اس جارحانہ فلورائڈ-نائٹریٹ-پیرو آکسائیڈ ماحول میں مولبڈینم کی تاثیر اس کے غیر فعال فلم میں شامل ہونے سے پیدا ہوتی ہے۔ مولیبڈینم آئنز (Mo⁶⁺) TiO₂ جالی میں ٹائٹینیم آئنوں کا متبادل ہے، جس سے ایک مخلوط آکسائیڈ فلم (Ti-Mo-O) بنتی ہے جو فلورائیڈ کے حملے کے لیے زیادہ مزاحم ہے۔ مولیبڈینم- سے بھرپور غیر فعال فلم میں زیادہ برقی مزاحمت ہوتی ہے، جو انوڈک تحلیل کرنٹ کو کم کرتی ہے۔ مزید برآں، مولیبڈینم آکسیجن کی خالی جگہوں پر قبضہ کرکے غیر فعال فلم کے ذریعے فلورائیڈ آئنوں کے پھیلاؤ کو کم کرتا ہے، جو فلورائیڈ کے داخلے کے لیے بنیادی راستے ہیں۔ نکل کا اضافہ فیرک آئنوں اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کی کیتھوڈک کمی کو بڑھاتا ہے، ایک زیادہ عمدہ صلاحیت کو برقرار رکھتا ہے جو تیزی سے دوبارہ منتقلی کو فروغ دیتا ہے۔
**منظرنامہ-بنیاد انتخاب گائیڈ: ٹائٹینیم گریڈ برائے اچار غسل کے ہیٹر**
| آپریٹنگ حالت|HF ارتکاز|H₂O₂ ارتکاز|تجویز کردہ ٹائٹینیم گریڈ|متوقع سنکنرن کی شرح (ملی میٹر/سال)|انجینئرنگ جواز |
|--------------------|------------------|-------------------|---------------------------|----------------------------------|----------------------------|
| معیاری اچار، 3000 گھنٹے کی مہم|2%|1%|گریڈ 12|0.04 - 0.08|گریڈ 2 کے مقابلے میں سنکنرن میں 80 فیصد کمی |
| Extended campaign (>5000 گھنٹے)|2%|1%|گریڈ 12 + الیکٹرو پولش|0.02 - 0.05|زیادہ سے زیادہ وشوسنییتا کے لیے قدامت پسند ڈیزائن |
| زیادہ HF (3%، زیادہ جارحانہ)|3%|1%|گریڈ 12|0.06 - 0.10|اعلیٰ HF کو اعلیٰ گریڈ کی ضرورت ہوتی ہے |
| کم درجہ حرارت (45 ڈگری، حملے میں کمی)|2%|1%|گریڈ 7|0.08 - 0.12|گریڈ 7 کم درجہ حرارت پر کافی |
| قلیل مدتی آپریشن ({0}}<500 hours) | 2% | 1% | Grade 2 | 0.20 – 0.30 | Acceptable for temporary service |
| کوئی H₂O₂ (کم آکسیڈائزنگ پاور)|2%|0%|گریڈ 12|0.06 - 0.10|H₂O₂ جذب کو بڑھاتا ہے؛ اس کے بغیر، زیادہ شرح |
**گریڈ 12 کی تفصیلات کے لیے عملی تحفظات**
فیرک نائٹریٹ-ہائیڈرو فلورک ایسڈ پکلنگ باتھ میں بہترین کارکردگی کے لیے، تین وضاحتیں تجویز کی جاتی ہیں۔ سب سے پہلے، تصدیق کریں کہ گریڈ 12 کے ٹائٹینیم میں مولیبڈینم کا مواد 0.25–0.35% ہے ساخت کے تجزیہ سے؛ لوئر مولیبڈینم کم غیر فعال فلم استحکام فراہم کرتا ہے۔ دوسرا، الیکٹرو پولش سطح کی تکمیل کی وضاحت کریں (را<0.5 µm) to reduce surface defects that could initiate pitting. Third, maintain the hydrogen peroxide concentration at 1.0–1.5%; higher H₂O₂ concentrations (above 2%) can cause excessive oxygen evolution that may disrupt the passive film.
**نتیجہ**
گریڈ 12 کے ٹائٹینیم ہیٹنگ کوائل کے لیے 8% فیرک نائٹریٹ، 2% ہائیڈرو فلورک ایسڈ سٹینلیس سٹیل پکلنگ غسل 55 ڈگری پر 1% ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے ساتھ، 0.3% مولیبڈینم کا اضافہ عام سنکنرن کی شرح کو 0.20–0.30 ملی میٹر/0. 0.20 سے 0.8 سال سے کم کر دیتا ہے۔ 80% کمی۔ مولیبڈینم فلورائڈ کے حملے کے خلاف مزاحم مخلوط آکسائڈ فلم بنا کر اور فلم کے ذریعے فلورائڈ کے پھیلاؤ کو کم کرکے غیر فعال فلم کے استحکام کو بڑھاتا ہے۔ فیرک نائٹریٹ کے لیے ٹائٹینیم ہیٹر کی وضاحت کرنے والے انجینئرز کو ہائیڈرو فلورک ایسڈ پکلنگ سروس -کو لگاتار آپریشنز کے لیے گریڈ 12 کا انتخاب کرنا چاہیے، اور زیادہ سے زیادہ بھروسے کے لیے الیکٹرو پولشنگ پر غور کرنا چاہیے۔ یہ الائے تصریح فلورائیڈ-نائٹریٹ پکلنگ ہیٹنگ ایپلی کیشنز میں غالب ناکامی کے موڈ کو روکتی ہے۔
