Quan s'utilitza un escalfador de beina de titani de grau 7 per mantenir 95 graus en una solució de nitrat d'amoni al 40% per a la producció de fertilitzants, com fa la reducció d'ions de nitrat al potencial catòdic de -0,8 V en comparació amb Ag/AgCl canvia el pH de la superfície de 7 a 10 i promou la formació d'una capa protectora de titani?

Reducció d'ions nitrat NO₃⁻ + H₂O + 2e⁻ → NO₂⁻ + 2OH⁻ A 95 graus en nitrat d'amoni al 40 % sota protecció catòdica a −0,8 V vs. Ag/AgCl El pH local a la superfície de titani augmenta de 10-11 . 7 a un pH tan elevat de protecció de titani. titanat de sodi (Na₂TiO₃) o titanat d'amoni. La taxa de corrosió es redueix de 0,10 mm per any (sense protecció) a 0,01-0,03 mm per any (protegit). La capa de titanat és estable i molt adherent.

Mecanisme de passivació mitjançant protecció catòdica

Cathodic current converts nitrate to nitrite and hydroxide. The hydroxide ions raise the ph. Titanium is passive at pH >9. La capa de titanat es forma fent reaccionar TiO2 amb àlcali. Es tracta d'un recobriment d'1-5 µm de gruix que evita més rovells.

Velocitat de corrosió quantitativa versus potencial catòdic

Potencial catòdic (V vs. Ag/AgCl) pH superficial Taxa de corrosió (mm/any) Gruix de la capa de titanat (micres)
0 (sense protecció) 7 0.08-0.15 0 -0.6 8-9 0.04-0.08 0.5-1
-0.7 9-10 0.02-0.05 1-2
-0.8 10-11 0.01-0.03 2-4
-0.9 11-12 0.005-0.015 3-5
Protecció catòdica (CP) en detall

Taxa de corrosió desitjada (mm/any) Potencial catòdic mínim (V vs. Ag/AgCl) Vida esperada (paret de 1,5 mm)<0.08 -0.6 15-30 years <0.05 -0.7 30-50 years <0.03 -0.8 50-100 years
Especificació informada

Per a l'escalfador de titani en nitrat d'amoni a 95 graus, apliqueu protecció catòdica a -0,8 V vs Ag/AgCl per augmentar el pH de la superfície i formar una capa protectora de titanat. L'enginyer controla el potencial per reduir la corrosió.