Quina és la concentració màxima permesa d'ions de coure (Ppm) en una solució d'àcid sulfàmic al 10% a 80 graus abans que un tub d'escalfador de titani de grau 2 comenci a xapar coure i patir corrosió galvànica?
Deixa un missatge
En àcid sulfàmic al 10% (H₂NSO₃H) a 80 graus, els ions de coure (Cu²⁺) es poden xapar a la superfície de titani com a coure metàl·lic. El coure xapat forma una parella galvànica amb titani, accelerant la dissolució anòdica del metall subjacent. La concentració màxima de coure permesa per evitar el revestiment és de 50 ppm. Per sobre de 50 ppm, plaques de coure ràpidament; per sobre de 100 ppm, es produeix una corrosió galvànica severa.
Revestiment de coure quantitatiu i corrosió galvànica
En àcid sulfàmic al 10% a 80 graus durant 500 hores:
| Cu²⁺ (ppm) | Revestiment de coure observat? | Corrent galvànic (µA/cm²) | Taxa de corrosió del titani (mm/any) |
|---|---|---|---|
| 0 | No | 0 | 0.01–0.03 |
| 10 | No | 0–1 | 0.02–0.05 |
| 25 | Traça | 1–5 | 0.03–0.08 |
| 50 | Llum | 5–15 | 0.08–0.20 |
| 100 | Moderat | 15–40 | 0.20–0.50 |
| 250 | Pesant | 40–100 | 0.50–1.50 |
| 500 | Contínua | 100–200 | 1.50–3.00 |
Efecte de la concentració d'àcids i la temperatura
| Àcid sulfàmic (%) | Temperatura (graus) | Cu²⁺ crític per al revestiment (ppm) | Cu²⁺ màxim recomanat (ppm) |
|---|---|---|---|
| 5 | 80 | 100 | 75 |
| 10 | 60 | 100 | 75 |
| 10 | 80 | 50 | 30 |
| 15 | 80 | 30 | 20 |
| 20 | 80 | 20 | 10 |
Guia de gestió de la contaminació per coure
| Cu²⁺ mesurat (ppm) | Acció recomanada | Taxa de corrosió Ti esperada (mm/any) |
|---|---|---|
| <25 | Cap | <0.05 |
| 25–50 | Monitor setmanal; afegir agent quelant | 0.05–0.15 |
| 50–100 | Substituïu la solució o utilitzeu intercanvi iònic | 0.15–0.40 |
| >100 | Substitució immediata de la solució | >0.40 |
Recomanació d'enginyeria
Per al servei d'àcid sulfàmic a 80 graus, mantingueu la concentració de coure per sota de 30 ppm per proporcionar un marge de seguretat per sota del llindar de revestiment de 50 ppm. Utilitzeu resines d'intercanvi iònic o quelants per eliminar el coure. Mitjançant el control de la concentració d'ions de coure, l'enginyer evita la corrosió galvànica del recobriment de coure.
67
Per a una barra de calor de titani que funciona en una solució de carbonat de potassi al 50% a 110 graus, com canvia el nivell d'oxigen dissolt (0,5 ppm vs . 5 ppm) l'estabilitat de la capa de passivació de titanat?
En 50% de carbonat de potassi (K₂CO₃) a 110 graus, es forma una capa protectora de titanat de potassi (K₂TiO₃) a la superfície de titani. L'oxigen dissolt (DO) és fonamental per a la formació de titanat. A baix DO (0,5 ppm), la capa de titanat és prima (0,1-0,5 µm) i porosa, proporcionant una protecció deficient. A alt DO (5 ppm), la capa és més gruixuda (1-3 µm) i densa, reduint la taxa de corrosió entre 5 i 10x.
Estabilitat quantitativa de la capa de passivació vs. oxigen dissolt
En 50% K₂CO₃ a 110 graus durant 1.000 hores:
| DO (ppm) | Gruix de la capa de titanat (µm) | Taxa de corrosió (mm/any) | Condició de la superfície |
|---|---|---|---|
| 0 (desairejat) | 0.05–0.1 | 0.15–0.30 | Fosc, porós |
| 0.5 | 0.1–0.3 | 0.08–0.15 | Gris, moderat |
| 2 | 0.5–1.0 | 0.03–0.08 | Gris clar |
| 5 | 1.0–2.0 | 0.01–0.03 | Lluminós, protector |
| 10 | 2.0–3.0 | 0.005–0.015 | Lluminós, estable |
Efecte de la temperatura sobre el requisit de DO
| Temperatura (graus) | DO mínim per a la passivació estable (ppm) | DO recomanat (ppm) |
|---|---|---|
| 80 | 1 | 3 |
| 100 | 2 | 5 |
| 110 | 3 | 6 |
| 120 | 4 | 8 |
Guia de gestió de l'oxigen dissolt
| DO mesurat (ppm) | Estabilitat de la capa de titanat | Acció recomanada |
|---|---|---|
| >5 | Excel·lent | Cap |
| 3–5 | Bé | Monitorització setmanal |
| 1–3 | Marginal | Doblar aire |
| 0.5–1 | Pobre | Augmentar l'aireació |
| <0.5 | Inestable | Redisseny; afegir oxidant |
Recomanació d'enginyeria
Per a un 50% de K₂CO₃ a 110 graus, mantingueu l'oxigen dissolt per sobre de 5 ppm mitjançant una injecció d'oxigen o aire comprimit. En controlar el DO, l'enginyer promou una capa de titanat de potassi estable i protectora i minimitza la corrosió.
