Meta Titanium Sheath Heater Jintuża biex jagħli Soluzzjoni ta' Tartrate tas-Sodju ta' 5% f'103 grad, Għaliex il-Ijoni tat-Titanju Kumpless tal-Ion Tartrate u Jipprevjeni r-Ripassivazzjoni, Li jwassal għal Korrużjoni Uniformi f'0.2 mm fis-Sena?

Il-jone tartrat (C4H4O6 2-) huwa aġent kelanti qawwi għat-titanju f'5% tartrat tas-sodju f'103 grad (togħlija). It-tartrat joħloq kumplessi ta' titanju solubbli-tartrat: Ti⁴⁺ + 3C₄H₄O₆²⁻ → [Ti(C₄H₄O₆)₃]⁴⁻ B'differenza mill-klorur jew fluworidu, li jikkawżaw pitting. Din il-kumplessazzjoni telimina l-joni Ti 4+ mill-wiċċ hekk kif jiġu ġġenerati, u tipprevjeni wkoll il-ħolqien ta 'saff passiv stabbli. Mingħajr il-kisi protettiv it-titanju jissaddad b'mod uniformi f'0.15-0.25 mm/sena mingħajr pitting lokalizzat. Wara l-fażi transitorja inizjali r-rata ta 'korrużjoni hija indipendenti mill-ħin.

Il-Mekkaniżmu ta 'Korrużjoni Uniformi ta' Tartrate

Il-joni tartrat jippossjedu diversi gruppi idrossili u karbossili li jiffurmaw ċrieki ta' kelat b'ħames-membri stabbli b'Ti(IV). Il-kostanti tal-formazzjoni tal-kumpless Ti-tartrat huwa eċċezzjonalment għoli (log K=20). Dan jiżgura li kwalunkwe Ti 4+ liberat mill-wiċċ tal-metall jiġi kumpless fil-pront u mneħħi fis-soluzzjoni. Biss f'konċentrazzjonijiet lokali għoljin ħafna ta 'Ti⁴⁺ il-prodott tas-solubilità ta' TiO₂ jinqabeż u għalhekk il-film passiv ma jistax jifforma. Il-korrużjoni tipproċedi billi tħoll dirett tal-metall: Ti → Ti4+ + 4e- u kumplessazzjoni veloċi. Il-proċess huwa konsistenti peress li m'hemm l-ebda film passiv li jiġi mqassam lokalment.

Ir-rata ta 'korrużjoni kwantitattiva kontra l-konċentrazzjoni ta' tartrat

Dan li ġej ġie stabbilit għat-titanju ta' Grad 2 taħt ittestjar ikkontrollat ​​għal 500 siegħa f'soluzzjonijiet ta' tartrat tas-sodju jagħli (103 grad). Rata ta 'korrużjoni 0.005-0.010 mm fis-sena Mekkaniżmu Bright tal-wiċċ Passiv 0% tartrat (ilma nadif) F'1% tartrat, ir-rata hija 0.03–0.06 mm/sena, il-wiċċ huwa nċiżi ħafif, u l-mekkaniżmu jitħallat. Bi 3% tartrat, ir-rata hija 0.08-0.15 mm/sena, il-wiċċ huwa nċiżi b'mod uniformi u l-kumplessazzjoni hija l-proċess dominanti. F'5% tartrat, ir-rata hija 0.15-0.25 mm/sena, il-wiċċ huwa omoġenju u matte, u l-proċess huwa dominanti fil-kumplessazzjoni. Ir-rata ta '10% tartrat hija 0.2-0.35 mm fis-sena, il-wiċċ huwa uniformi matte, u l-mekkaniżmu huwa kumplessazzjoni severa.

pH u Dipendenza tat-Temperatura tar-Rata ta' Kumplessazzjoni

Ir-rata ta 'kumplessazzjoni u r-rata ta' korrużjoni jiddependu fuq il-pH u t-temperatura. F'60 grad, pH 7 b'5% tartrat, ir-rata ta 'korrużjoni hija 0.04-0.08 mm/yr. Ir-rata hija 0.08-0.15 mm/sena fi 80 grad u pH 7. F'100 grad, pH 7, ir-rata hija 0.15-0.25 mm/sena . 0.10-0.18 mm/sena f'100 grad u pH 9 (ogħla pH inaqqas il-korrużjoni) F'100 grad, 2-0.3 pH 0. mm/sena (pH aktar baxx jaċċellera l-korrużjoni). L-enerġija ta 'attivazzjoni hija ~ 50kJ/mol.

Titanium Heaters - Gwida għall-Konċentrazzjoni tat-Tartrat u l-Kontroll tal-pH

It-tabella hawn taħt tagħti rakkomandazzjonijiet ta' ħiters tat-titanju ta' Grad 2 u Grad 7 li joperaw f'soluzzjonijiet ta' tartrat tas-sodju.

Konċentrazzjoni Tartrat tas-Sodju (%) Temperatura (grad) Rata ta' Korrużjoni (mm/sena) pH Grad 2Grad 7 Rata ta' Korrużjoni (mm/sena)<1 100 7 0.03–0.06 0.02–0.04 Acceptable Recommendation 1–3 80 7 0.05–0.10 0.03–0.06 Acceptable 1–3 3–5 80 7 0.08–0.15 0.05–0.10 Use Grade 7 Recommendation 3–5 100 7 0.15–0.25 0.10–0.18 Use Grade 7 plus thick wall Recommendation
5–10 100 9 0.10–0.18 0.06–0.12 Increase pH >10 Any Any >0.20 >0.12 Mhux rakkomandat Inġinerija Oħra Ħlief Kontroll tal-Konċentrazzjoni tat-Tartrate

Ir-rata ta 'kumplessazzjoni tiddependi fuq il-kwalità tat-titanju. Ir-rati ta 'korrużjoni ta' Grad 7 (stabbilizzat bil-palladju) huma 30-50% inqas minn dawk ta 'Grad 2 f'soluzzjonijiet ta' tartrat, peress li l-palladju jgħin biex jinżamm film passiv irqiq anki taħt il-preżenza ta 'kundizzjonijiet ta' kumplessità. Il-Grad 12 huwa livell intermedju ta' titjib. Il-ħxuna tal-ħajt tagħti allowance għall-korrużjoni; ħajt ta '2.0 mm se jdum 13-il sena b'korrużjoni uniformi ta' 0.15 mm fis-sena. Il-lustrar tal-wiċċ għandu ftit effett fuq il-korrużjoni uniformi. Ir-rata ta 'korrużjoni titnaqqas bi 30-40% meta żżid l-idrossidu tas-sodju biex iżid il-pH għal 9. Meta t-temperatura titnaqqas minn 100 grad għal 80 grad ir-rata titnaqqas b'50%.

Provvista ta' Speċifikazzjoni Informata

Għal heater tal-għant tat-titanju f'5% tartrat tas-sodju f'103 grad. Korrużjoni uniformi hija l-proċess ewlieni. Uża titanju grad 7 biex timminimizza r-rata ta 'korrużjoni għal 0.10 sa 0.18 mm/sena. Uża ħxuna tal-ħajt ta '2.0 mm għal ħajja ta' servizz ta '10 sa 15-il sena. Jekk possibbli, jew aġġusta l-pH għal 9 billi tuża idrossidu tas-sodju jew tnaqqas it-temperatura għal 80 grad. Waqt it-tħaddim, il-ħxuna tal-ħajt tal-heater għandha tiġi kkontrollata kull sena permezz ta 'gauges ultrasoniċi; meta l-ħxuna tal-ħajt tilħaq 0.5 mm, il-heater għandu jiġi sostitwit. L-inġinier jifhem li l-jonji tartrate jgħaqqdu l-joni tat-titanju u jinibixxu repassivation li tirriżulta f'korrużjoni uniformi prevedibbli. L-inġinier jagħżel il-grad korrett u l-ħxuna tal-ħajt tal-prodott.