Lorsqu'un chauffage à gaine en titane est utilisé pour faire bouillir 1 % d'acide bromhydrique à 100 degrés, quel est le gradient de concentration de bromure maximal autorisé (surface par rapport au volume) avant le début de la dissolution transpassive localisée ?

Dans l'ébullition de 1 % d'acide bromhydrique (HBr) à 100 degrés, la passivité du titane est préservée par un revêtement d'oxyde stable. Mais les ions bromure (Br-) pourraient déclencher une dissolution transpassive à une concentration superficielle élevée. Le risque est lié au gradient de concentration entre la surface du tube (où HBr est concentré par évaporation) et la solution globale. La dissolution transpassive localisée est initiée à une concentration superficielle de bromure égale à 5 fois la concentration globale.

Gradients de concentration : limites quantitatives

Pour le HBr en vrac à 1 % (≈ 10 000 ppm Br−) :

Rapport surface/volume<3×: Passive. No transpassive dissolving.

Zone de transition rapport surf/bulk 3-5x Attaque métastable occasionnellement.

Surface/bulk ratio >5× : Dissolution transpassive, stable. Attaque localisée rapide.

Référence de contrôle de dégradé

Concentration en vrac de HBr (%) Rapport surface/volume maximum autoriséAction suggérée
0.5 8× Diminuer le flux de chaleur
1.0 5X Fonctionnement normal
2.0 3× Augmentation de la vitesse d'écoulement
2× 3,0 Non suggéré
Conseil d'ingénierie

Pour maintenir la concentration de bromure à un niveau bas, maintenez la température de la surface du tube en dessous de 110 degrés (ΔT=10 degrés) pendant l'ébullition de 1 % de HBr. La vitesse d'écoulement a augmenté à 0,5 m/sec pour réduire le gradient de concentration. L'ingénieur contrôle le gradient de concentration du bromure pour éviter une dissolution transpassive.