Замена{0}}за завршну обраду површине од титанијума у ​​сервису гвожђе хлорида
Раствори за јеткање са гвожђем хлоридом (ФеЦл 3 ) су високо оксидирајући и агресивно корозивни за већину метала. Типични гвожђе хлорид је 42 степена Бе (око 40% ФеЦл 3 ). Титан је одабран због пасивног ТиО₂ слоја, који га чини отпорним на ФеЦл₃. Међутим, удубљење је локални слом пасивног премаза, обично на површинским грешкама, инклузијама или пукотинама микроскале. Завршна обрада површине, мерена просечном храпавошћу Ра, има директан утицај на количину и величину могућих места иницијације удубљења. Глатка површина (низак Ра) уклања микроскопске пукотине и смањује број места за концентрацију хлоридних јона. Веома глатка површина (Ра < 0,2 µм) захтева електрополирање или механичко полирање и повећава цену. Садашња студија је утврдила корелацију између вредности Ра и времена индукције удубљења у 42 степена Бе ФеЦл3 на 50 степени и утврдила завршну обраду површине која је обезбедила максимално трајање пре покретања јаме.

Утицај механичког интегритета: почетак питинга и храпавост површине
Удубљење у раствору гвожђе хлорида на титанијуму почиње на местима где је пасивни филм најтањи, или где пукотине дозвољавају акумулацију хлорида. На грубој површини (Ра > 1,0 µм), долине су попут микро пукотина. Ова корита су типично широка 5–20 µм, а дубина је истог реда као и вредност Ра. У овим долинама хлоридни јони се акумулирају због ограничења дифузије, а локални пХ опада због хидролизе металних хлорида који иницира рупе. На глаткој површини (Ра < 0,4 µм) долине су плитке (<1 µm depth) and wide compared to their depth such that oxygen transport can maintain passivity. Electrochemical experiments in 42° Bé FeCl3 at 50°C showed that the pitting potential (Epit) of the Grade 2 titanium increased as the surface roughness decreased. For as-drawn surface (Ra = 1.5 µm) Epit = +0.65 V vs. Ag/AgCl. E_pit = +0.85 V for a mechanically polished surface (Ra = 0.4 µm). For electropolished surface (Ra = 0.1 µm) E_pit = + 0.95 V. In FeCl₃ the open-circuit potential is about +0.55 V. As-drawn surfaces are quite close to the pitting potential, whereas electropolished surfaces offer a safety margin of 400 mV. The induction time, which is the period from immersion to the first detectable pitting, shows an exponential dependence on the difference between Epit and the open-circuit potential. An increase of E_pit of 100 mV results in an increase of ~10 in induction time.

Термичке перформансе: ефекат завршне обраде површине и преноса топлоте
Завршна обрада такође утиче на пренос топлоте, али је секундарна у односу на отпорност на удубљење. Стварна површина грубље површине је већа (2 до 5 пута већа од пројектоване површине за Ра=1.5 µм, генерално) што, у теорији, побољшава пренос топлоте повећањем површине контакта са раствором гвожђе хлорида. У ствари, међутим, дебљина конвективног граничног слоја (обично 50-200 µм) је значајно већа од карактеристика храпавости и стога је коефицијент преноса топлоте скоро независан од Ра за вредности испод 5 µм. Електрополирање (Ра=0.1µм) смањује стварну површину за ~5% у односу на механички полирану површину, што резултира минималним (<<1%) reduction in heat transmission. This means there is no thermal penalty for specifying a smooth surface finish.

Синтеза компромиса{0}}: Ра вредност у односу на време индукције питинга
Завршна обрада површине Ра вредност (µм) Метод Е_пит (В у односу на Аг/АгЦл) Време индукције до прве јаме (сати, 42 степена Бе ФеЦл3, 50 степени) Релативни фактор трошкова
Као-извучено (завршена обрада) 1,2 – 1,8 Нема +0.65 В 20 – 40 сати 1,0× Кисело (без киселог каменца) 0,8 – 1.2 10% ХНО₃ + 2% ХФ умакање +0.70 В 50 – 1010 т.с. 0,4 – 0,6 Полирање каиша или точкова +0.80 В 300 – 500 сати 1,5×
Механичко полирање (600 грит) 0,2 – 0,3 Фино абразивно полирање+0.88 В 2,0× 1,000 - 2,000 сати
Electro polished (bright finish) 0.08 – 0.15 Electro chemical polishing+0.95 V >5.000 сати. 2.5к
The results indicates that electropolished surfaces (Ra < 0.15 µm) have a pitting induction time of > 5,000 hours (>6 месеци непрекидног рада) док се као-исцртане површине ископавају у року од 1-2 дана. Побољшање расте експоненцијално како Ра опада.

Инжењеринг након завршетка: Пасивација и пост{0}}полирање
За најбољу отпорност на точење, електрополирану површину треба пратити кораком пасивизације азотне киселине (20% ХНО 3 на 50 степени у трајању од 30 минута). Овај третман доводи до хомогеног слоја ТиО2-без дефеката који је дебљи и стабилнији од природног пасивног филма. Пасивирани електрополирани титанијум у употреби у гвожђем хлориду не показује удубљења после 10.000 сати лабораторијског испитивања. Ако је електрополирање прескупо за примену, онда ће механичко полирање гранулације 600 (Ра ≈ 0,25 µм) и пасивизација дати време индукције од 1.000–2.000 сати што је погодно за многе поступке шаржног јеткања где се грејач уклања и чисти између серија. Трик је у томе да се избегну површински загађивачи (честице гвожђа, масноће или уграђени абразиви) који могу послужити као места иницијације удубљења.

Закључак: електрополиран (Ра мањи од или једнак 0,15 μм) нуди најдуже време индукције
The maximum induction time for pitting (> 5,000 hours of continuous service) was obtained for a titanium electric heating element immersed in 42° Bé ferric chloride etching solution at 50°C with an electropolished surface finish of Ra < 0.15 µm. Because of the exponential relationship between surface roughness and pitting potential, the improvement over as drawn surfaces ( Ra = 1.5 µm) is considerable, from 1-2 days to >6 месеци. Механички полиране површине (Ра=0.2–0,6 µм) доводе до средњих времена индукције од 300–2000 сати, што је прикладно за мање захтевне примене. Електрополирање нема значајну термичку казну. Одредите грејаче за јеткање гвожђем хлоридом са верификованим електрополираним површинским слојем Ра Мањи од или једнак 0,15 μм и пасивирање у 20% азотној киселини након полирања. Али повећани трошкови завршне обраде се надокнађују избегавањем проблема са удубљењем-и дужим веком трајања. Изаберите одговарајућу завршну обраду површине на основу предвиђеног непрекидног времена рада између интервала одржавања. За сваку примену преко 1000 сати, препоручује се електрополирање.