Dalam Pemanas Rendaman Titanium Digunakan untuk Memanaskan 35% Campuran Metanol/Air pada 65 darjah , Mengapa Penambahan Natrium Hidroksida 0.5% Mengalihkan Mekanisme Kakisan daripada Penipisan Seragam kepada Pitting?

Titanium gred 2 dalam larutan metanol/air 35% pada 65 darjah, mengalami kakisan seragam pada kadar 0.02 hingga 0.05 mm setahun. Penambahan 0.5% natrium hidroksida (NaOH) meningkatkan pH kepada 10–11. Pada pH yang tinggi ini, filem pasif titanium kurang stabil dalam metanol, kerana penghasilan titanat larut. Mekanisme kakisan berubah daripada pitting seragam kepada pitting setempat, dengan kedalaman lubang 0.2-0.8 mm setiap tahun, 10-20 kali lebih cepat daripada penipisan seragam. Perubahan ini disebabkan oleh fakta bahawa pH yang tinggi menyokong pecahan TiO2 untuk menghasilkan ion titanat (TiO3 2-) dalam metanol.

Mekanisme pH-Peralihan Teraruh daripada Kakisan Seragam kepada Kakisan Pitting

Filem pasif pada titanium adalah stabil dalam gabungan metanol/air pada pH neutral (6–7). Filem pudar perlahan-lahan dan sekata. Pada pH tinggi (10–11), ion hidroksil bertindak balas dengan TiO₂ untuk membentuk TiO₃²⁻: TiO₂ + 2OH⁻ → TiO₃²⁻ + H₂O. Ion titanat larut dalam gabungan metanol/air menyebabkan penipisan filem. Walau bagaimanapun, serangan tidak seragam kerana filem pasif terurai di tempat lemah seperti sempadan butiran atau zarah antara logam. Sebaik sahaja pit dimulakan, pH tinggi pit dikekalkan dan pit merambat dengan cepat.

Kadar dan Mekanisme Kakisan Kuantitatif sebagai Fungsi Kepekatan NaOH

Ujian terkawal dalam 35% metanol/air pada 65 darjah, dengan kepekatan NaOH yang berbeza, dalam tempoh 500 jam telah menunjukkan perkara berikut untuk titanium Gred 2. Kadar kakisan 0.02-0.05 mm setahun Mekanisme Ketumpatan Pitting Seragam 0 pit per cm2 0 % NaOH (pH 6-7) 0.03–0.06 mm/tahun untuk 0.1% NaOH (pH 9) dengan mekanisme campuran 1–5 pit/cm2 . Kadarnya ialah 0.1% NaOH (pH 9) dengan mekanisme campuran 1–5 pit/cm2 . Kadarnya ialah 0.15% (pH 10) dengan mekanisme bercampur dan ketumpatan pitting 5–20 pit per cm2. 0.5% NaOH (pH 11) Ambang kritikal 0.10–0.25 mm thn-1 Pitting 20–80 pit cm-2 Pada 1.0% NaOH (pH 12) kelajuan dan ketumpatan pitting adalah 0.500 mm/0.500 mm. 50–150 pit/cm².

Pengaruh Kepekatan Metanol terhadap Anjakan pH

The pH for the change from uniform to pitting is a function of the concentration of methanol. In pure water (0% methanol) with 0.5% NaOH (pH 11) the mechanism is homogeneous and the corrosion rate is 0.08-0.15mm per year with no pitting. The mechanism in 20% methanol+0.5% NaOH is combined and the pitting density is 5-15 pits/cm2. In 35% methanol and 0.5% NaOH the mechanism is pitting and the density is 20-80 pits/cm 2. The mechanism is pitting and the density is 30-100 pits per cm2 in 50% methanol and 0.5% NaOH. In 70% methanol + 0.5% NaOH the mechanism is severe pitting with density >50 lubang/cm². Lebih banyak metanol yang anda ada, lebih banyak pitting yang anda dapat pada pH tertentu.

Panduan Kawalan pH Metanol/Pemanas Air

Jadual berikut menunjukkan cadangan pH maksimum untuk mengekalkan kakisan yang konsisten untuk pemanas titanium Gred 2 dan Gred 7 dalam 35% metanol/air pada 65 darjah .

Mekanisme yang Diingini pH maks untuk pH maks Gred 2 untuk Kepekatan NaOH yang Disyorkan Gred 7 (%) Kadar Kakisan Jangkaan (mm/tahun)
pakaian seragam<8 <9 <0.05 <0.05
Pakaian seragam (boleh diterima) 8–9 9–10 0.05–0.1 0.03–0.06
Campuran (marginal) 9–10 10–11 0.1–0.3 0.05–0.12
Pitting (avoid) >10 >11 >0.3 >0.12
Kejuruteraan Melangkaui pH-Sahaja Kawalan

PH peralihan bergantung pada gred titanium. Gred 7 yang distabilkan dengan paladium menggerakkan peralihan seragam-ke-piting kepada pH 10-11 dan membenarkan operasi selamat pada 0.5% NaOH (pH 11) dalam 35% metanol. Penambahbaikan pertengahan disediakan oleh gred 12. Ketebalan dinding memberikan elaun penembusan lubang 2.0 mm dinding dengan lubang pada 0.2 mm/tahun bertahan selama 10 tahun. Menambah air pada campuran metanol/air meminimumkan kemungkinan pitting. Pada 50% air (50% metanol), pH peralihan ialah 10.5. Kehadiran klorida dalam larutan mengurangkan pH peralihan sebanyak 1-2 unit.

Mendefinisikan dengan pengetahuan

Jangan tambah NaOH melebihi 0.1% untuk Gred 2 atau ke atas 0.3% untuk Gred 7 untuk pemanas rendaman titanium dalam 35% metanol/air pada 65 darjah . Jika keadaan proses memerlukan keadaan beralkali, gunakan titanium Gred 7 dan kekalkan pH di bawah 11. Untuk pemanas sedia ada yang telah melihat 0.5% NaOH, periksa lubang dengan penembus pewarna. Jika terdapat pitting, ganti pemanas dan menurunkan pH. Pantau pH setiap minggu sepanjang operasi dan tambah asid asetik jika pH melebihi 9 untuk Gred 2 atau 10 untuk Gred 7 untuk menurunkan pH. Jurutera menghalang peralihan penipisan seragam kepada pitting cepat dalam campuran metanol/air dengan mengawal selia pH di bawah paras peralihan penting.