Com s'estén o redueix la presència d'ions oxidants (Fe³⁺, Cu²⁺) en àcid sulfúric al 5% a 60 graus el rang passiu dels tubs de calefacció de titani de grau 2?
Deixa un missatge
El titani de grau 2 està a prop de la seva transició activa-passiva en un 5% d'H2SO4 a 60 graus. Grau 2. S'erosionarà vigorosament en àcid desairejat a taxes de 0,5 a 2,0 mm per any. En presència d'oxigen dissolt o ions oxidants (Fe³⁺, Cu²⁺, Cr⁶⁺) el titani es passiva i la taxa de corrosió és inferior a 0,01 mm/any. Però els ions oxidants poden conduir a una passivació excessiva o picades en grans quantitats de vegades. En aquest article es parla de l'efecte de Fe3+ i Cu{2+ sobre l'extensió o reducció de l'interval passiu de grau 2 en un 5% d'H2SO4 a 60 graus.
Mecanisme de passivació per font d'ions oxidants
Les espècies oxidants reductibles són ions fèrrics (Fe3+) i cúprics (Cu{2+). La seva reducció a la superfície del titani dóna un corrent catòdic que polaritza el titani cap a la regió passiva: Fe3+ + e- → Fe2+ (E0=+0.77 V vs. SHE) Cu{2+ + 2e{- → Cu0 (E{0=+0.34 V vs. SHE) a 0 V vs. SCE. Tant Fe 3+ com Cu 2+ creen prou corrent catòdic per superar aquesta barrera.
Efectes de la concentració
Prova de grau 2 en H2SO4 al 5% a 60 graus a diferents concentracions de Fe3+ i Cu{2+:
Sense ions oxidants (desairejat): corrosió activa 1,0-2,0 mm/any.
Fe³⁺ 10 ppm Es produeix la passivació. La taxa de corrosió disminueix a 0,02-0,05 mm/any. El rang passiu s'amplia.
50–500 ppm Fe3+ Passivació estable. Taxa de corrosió 0,01-0,03 mm/any. Millor gamma.
Fe3+ 1,000–5.000 ppm: encara és passiu, però el risc de picar augmenta en presència de clorurs.
Fe³⁺ 5.000 ppm: pot produir una-passivació excessiva a temperatures més altes (però no a 60 graus).
Per a Cu 2+ : mateixa reacció , però Cu 2+ pot dipositar coure metàl·lic sobre titani ( Cu 2+ + 2 e − → Cu 0 ). Els dipòsits de coure són cèl·lules galvàniques, que és bo si són uniformes, però dolents si són nodulars.
Accions sinèrgiques i antagòniques
Fe³⁺ + Cu²⁺ junts: millor estabilitat de passivació que cadascuna per si sola. En presència de Fe3+, el potencial mixt és intermedi i els dipòsits de coure són més uniformes.
Ions oxidants + clorurs: En presència d'ions oxidants, els clorurs (fins i tot 10-50 ppm) poden causar picat. La passivació més l'anió agressiu és la combinació òptima per a la corrosió per picadura.
Ions oxidants + agents reductors Si els agents reductors (SO₂, H₂S, matèria orgànica) consumeixen Fe³⁺ es perd la passivació. Comproveu la concentració de Fe3+.
Taxa de corrosió mesurada
Concentració d'ions oxidants Taxa de corrosió (mm/any)Passiu? Perill Pitting
Cap (desairejat) 0 ppm 1,0-2,0 No Cap (corrosió activa)
Fe3+10 ppm0,02-0,05YesLowFe3+100 ppm0,01-0,02YesLowFe3+1,000 ppm0,01-0,03YesLow (si Cl- 10 ppm)
Cu²⁺ 10 ppm 0.03 - 0.08Sí (amb dipòsit de Cu) Moderat Cu2+ 100 ppm 0,02-0,05 Sí Moderat (Cu nodular)
Fe³⁺ + Cu²⁺ (1:1) 100 ppm cadascun 0,01-0,02 Sí Baix Fe³⁺ + 50 ppm Cl⁻ 100 ppm 0,02-0,05 (picadura) Sí (però picat) Matriu d'aplicació alta per a grau 2 al 5% H₄60₄
Condició de servei Nivell d'oxidació Nivell de clorur d'ions Rendiment previst de grau 2 Acció recomanada
Àcid desaireat Cap Cap Corrosió activa (1-2 mm/any) Afegiu Fe3+ o utilitzeu el grau 7
Burbuix d'aire O₂ (8 ppm)<10 ppm Passive (0.01-0.03 mm/yr)Not Acceptable
Fe3+ del procés (p. ex. decapat d'acer) 50-500 ppm<10 ppmExcellent passive (0.01mm/year) Mint condition
Fe3+ + chlorides e.g. HCl pollution 100 ppm 50 ppm Pitting (0.1-0.3 mm/year pits) Add Fe3+ >500 ppm o menys Cl- Cu{2+ del processament de coure aigües amunt 100 ppm<10 ppmPassive with Cu depositionCheck copper thickness Clean once a year
Els tubs d'escalfament de grau 2 al 5% de H 2 SO 4 a 60 graus amb l'addició de 10-500 ppm de Fe 3+ mostren un augment en el rang passiu amb les taxes de corrosió<0.03 mm/year compared to >1 mm/any. Fe³⁺ és bo i, si és possible, s'ha de mantenir. Cu²⁺ també afavoreix la passivació, però pot dipositar coure metàl·lic-els dipòsits uniformes són protectors, els dipòsits nodulars provoquen un atac galvànic. Els ions oxidants es combinen amb els clorurs i provoquen picades. Mantingueu Fe³⁺ per sobre de 500 ppm per evitar les picades causades pels clorurs. Per a processos nous, considereu afegir 50-100 ppm de Fe3+ (com a Fe2(SO4)3) per assegurar la passivació. Si no es poden mantenir els ions oxidants, especifiqueu titani de grau 7. Per als escalfadors existents amb corrosió activa, la injecció de solució de Fe3+ mou l'escalfador al rang passiu; aquesta intervenció de baix cost pot allargar la vida útil de l'escalfador de mesos a anys.
