Zašto dodatak 0,5% natrijevog hidroksida mijenja mehanizam korozije s ravnomjernog razrjeđivanja na rupičastu u titanskom uronjenom grijaču koji se koristi za prethodno zagrijavanje smjese 35% metanola/vode na 65 stupnjeva?

Titan stupnja 2 u 35% otopini metanol/voda na 65 stupnjeva, trpi ravnomjernu koroziju brzinom od 0,02 do 0,05 mm godišnje. Dodatak 0,5% natrijevog hidroksida (NaOH) povećava pH na 10-11. Pri tako visokom pH, titanski pasivni film je manje stabilan u metanolu, zbog proizvodnje topivih titanata. Mehanizam korozije mijenja se od jednoličnog do lokaliziranog pitinga, s dubinama jama od 0,2-0,8 mm svake godine, 10-20 puta brže od jednolikog stanjivanja. Ova se promjena pripisuje činjenici da visoki pH pogoduje razgradnji TiO2 za stvaranje titanatnih iona (TiO3 2-) u metanolu.

Mehanizam pH-induciranog prijelaza s ravnomjerne na rupičastu koroziju

Pasivni film na titanu stabilan je u kombinacijama metanol/voda pri neutralnom pH (6–7). Film blijedi polako i ravnomjerno. Pri visokom pH (10–11), hidroksilni ioni reagiraju s TiO₂ i formiraju TiO₃²⁻: TiO₂ + 2OH⁻ → TiO₃²⁻ + H₂O. Ioni titanata topljivi su u kombinacijama metanol/voda što uzrokuje stanjivanje filma. Međutim, napad nije ujednačen budući da se pasivni film razbija na slabim mjestima kao što su granice zrna ili intermetalne čestice. Jednom kada se jama pokrene, održava se visok pH vrijednosti te se jama brzo širi.

Kvantitativna brzina korozije i mehanizam u funkciji koncentracije NaOH

Kontrolirano testiranje u 35% metanol/voda na 65 stupnjeva, s različitim koncentracijama NaOH, tijekom razdoblja od 500 sati pokazalo je sljedeće za titan 2. stupnja. Brzina korozije 0,02-0,05 mm godišnje Mehanizam Uniformna gustoća pitinga 0 jamica po cm2 0 % NaOH (pH 6-7) 0,03-0,06 mm/godišnje za 0,1% NaOH (pH 9) s mješovitim mehanizmom 1-5 jamica/cm2 . Stopa je 0,05-0,12 mm/godišnje pri 0,3% NaOH (pH 10) s mješovitim mehanizmom i gustoćom pitinga od 5-20 pitova po cm2. 0.5% NaOH (pH 11) Kritični prag 0,10-0,25 mm godišnje-1 Piting 20-80 pits cm-2 Kod 1,0% NaOH (pH 12) tempo je 0,20-0,50 mm/god, mehanizam je jak piting a gustoća pitinga je 50–150 pits/cm².

Utjecaj koncentracije metanola na pH pomak

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 jamica/cm². Što više metanola imate, to više pitinga dobivate pri određenom pH.

Smjernice za kontrolu pH vrijednosti grijača metanola/vode

Sljedeća tablica predstavlja preporuke maksimalnog pH za održavanje konzistentne korozije za titanske grijače stupnja 2 i 7 u 35% metanol/voda na 65 stupnjeva.

Željeni mehanizam Max pH za stupanj 2 Max pH za stupanj 7 Preporučena koncentracija NaOH (%) Očekivana stopa korozije (mm/godina)
Uniforma<8 <9 <0.05 <0.05
Jednoobrazno (prihvatljivo) 8–9 9–10 0.05–0.1 0.03–0,06
Mješoviti (rubni) 9–10 10–11 0.1–0.3 0.05–0,12
Pitting (avoid) >10 >11 >0.3 >0.12
Inženjering iznad pH-Samo kontrola

Prijelazni pH ovisi o stupnju titana. Stupanj 7 stabiliziran s paladijem pomiče ravnomjerni-u-pitting prijelaz na pH 10-11 i dopušta siguran rad na 0,5% NaOH (pH 11) u 35% metanolu. Srednje poboljšanje osigurano je stupnjem 12. Debljina stijenke daje dopuštenu penetraciju udubljenja od 2,0 mm u zidu s udubljenjima od 0,2 mm/godinu i traje 10 godina. Dodavanjem vode u smjesu metanol/voda smanjuje se vjerojatnost pojave rupičaste mrlje. Kod 50% vode (50% metanola), prijelazni pH je 10,5. Prisutnost klorida u otopini smanjuje prijelazni pH za 1-2 jedinice.

Definiranje znanjem

Nemojte dodavati NaOH više od 0,1% za stupanj 2 ili iznad 0,3% za stupanj 7 za titanski potopni grijač u 35% metanol/voda na 65 stupnjeva. Ako uvjeti procesa zahtijevaju alkalne uvjete, upotrijebite titan Grade 7 i održavajte pH ispod 11. Za postojeće grijače koji su vidjeli 0,5% NaOH, provjerite ima li rupa s penetrantom boje. Ako su prisutne rupičice, zamijenite grijač i snizite pH. Pratite pH svaki tjedan tijekom rada i dodajte octenu kiselinu ako pH prijeđe 9 za stupanj 2 ili 10 za stupanj 7 kako biste smanjili pH. Inženjer sprječava prijelaz ravnomjernog razrjeđivanja na brzo stvaranje rupičaste mrlje u smjesama metanol/voda reguliranjem pH ispod ključne prijelazne razine.