Koja je najveća dopuštena koncentracija iona bakra (ppm) u 10% otopini sulfaminske kiseline na 80 stupnjeva prije nego što titanska grijaća cijev stupnja 2 počne oblagati bakrom i podvrgnuti se galvanskoj koroziji?
Ostavite poruku
U 10% sulfaminskoj kiselini (H2NSO3H) na 80 stupnjeva, ioni bakra (Cu2+) mogu se taložiti kao metalni bakar na površini titana prema sljedećoj reakciji: Cu2++2e-→Cu0. Pokriveni bakar tvori galvanski par s titanom uzrokujući ubrzano anodno otapanje metala koji leži ispod. Razina bakra ne bi smjela prelaziti 50 ppm kako bi se spriječilo oplata. Iznad 50 ppm počinje brza i jaka galvanska korozija bakrenih ploča. Prag je postavljen prema redukcijskom potencijalu bakra i prevelikom potencijalu razvijanja vodika na titanu.
Kako galvanska korozija i bakrenje djeluju na titan
Titan je pasivan u sulfaminskoj kiselini s potencijalom korozije od oko -0,1 do +0.1 V u odnosu na Ag/AgCl. Potencijal redukcije bakrenih iona je + 0.34 V. Ako je koncentracija bakra viša od kritične vrijednosti, lokalni koncentracijski prenapon je prošao i bakar se taloži na površini titana. Obloženi bakar je katoda, a izloženi titan je anoda. Gustoća galvanske struje može doseći 10-100 µA/cm2, što dovodi do brzog otapanja titana brzinom od 0,2-2,0 mm godišnje.
Kvantitativno bakrenje i galvanska korozija kao funkcija koncentracije Cu2+.
Sljedeće je utvrđeno za titan Grade 2 iz kontroliranog testiranja u 10% sulfaminskoj kiselini na 80 stupnjeva C tijekom 500 sati. Pri 0 ppm Cu 2+ ne dolazi do bakrenja, galvanska struja je 0 µA/cm 2 i stopa korozije titana je 0,01-0,03 mm godišnje. Nanošenje tragova može se dogoditi pri 10 ppm. Galvanska struja je od 0 do 1 µA/cm2. Brzina korozije je 0,02 do 0,05 mm godišnje. Vidi se svjetlosno nanošenje na 25 ppm galvanske struje 1-5 mikroA/cm2 i brzine korozije 0,03-0,08 mm/god. Pri 50 ppm, kritičnom pragu, dolazi do umjerenog platinga, galvanska struja je 5-15 µA/cm2, a stopa korozije je 0,08-0,20 mm godišnje. Teško nanošenje na 100 ppm. Galvanska struja je 15–40 µA/cm². Brzina korozije je 0,20-0,50 mm godišnje. Kontinuirano nanošenje na površinu pri 250 ppm. Galvanska struja je 40-100 μA/cm2 Brzina korozije je 0,50-1,50 mm/god. Pri 500 ppm površina je u potpunosti pobakrena, galvanska struja je > 100 µA/cm2, a brzina korozije je 1,50–3,00 mm/godišnje.
Utjecaj koncentracije sulfaminske kiseline i temperature na toleranciju bakra
Maksimalno dopuštena koncentracija bakra pada s porastom koncentracije kiseline i temperature. Kritična razina Cu2+ je 100 ppm pri 5% sulfaminskoj kiselini i 80 stupnjeva. Kritična razina na 10% i 80 stupnjeva je 50 ppm. Kritična razina je 30 ppm na 15% i 80 stupnjeva. Kritična razina je 20 ppm na 20 % i 80 stupnjeva. Kritična razina je 100 ppm na 10% i 60 stupnjeva. Na 10% i 80 stupnjeva kritična razina je 50 ppm. Na 10% i 100 stupnjeva kritična razina je 25 ppm. Na brzinu razvijanja vodika utječe termodinamika procesa presvlačenja i povećava se s koncentracijom kiseline i temperaturom.
Vodič za upravljanje onečišćenjem bakrom grijača sulfaminske kiseline
Donja tablica sažima preporuke za maksimalnu dopuštenu koncentraciju bakrenih iona i metode ublažavanja za titanske grijače stupnja 2 u 10% sulfamskoj kiselini na 80 stupnjeva.
Izmjerena koncentracija Cu²⁺ (ppm) Uočeno bakrenje Gustoća galvanske struje (µA/cm²) Stopa korozije titana (mm/godina) Preporučena radnja Ništa 0-5<0.08 <25None 25-50 Light 5-15 0.05-0.12Weekly monitor 15–30 Moderate 50–75 0.12–0.25Add chelating agent (
75–100 Heavy 30–60 0.25–0.50 Replace solution >100 Severe >60 >0,50 Odmah zamijenite otopinu
Kontrola koncentracije bakra-Besplatni inženjering
Galvanska korozija bakrenih ploča. Kvaliteta titana je važna. Stupanj 7 (stabiliziran paladijem) pokazao je 2-3 puta niže stope galvanske korozije u usporedbi s stupnjem 2 za isto ležište bakra. Debljina stijenke daje dopuštenje za koroziju. Ako je debljina stijenke 2,0 mm, a korozija izazvana bakrom 0,2 mm godišnje, životni vijek bi bio 10 godina. Kelirajuće kemikalije poput EDTA u koncentraciji od 100-200 ppm spajaju bakrene ione kako bi se izbjeglo plating. Uklanjanje bakra iz otopina sulfaminske kiseline sa smolama za ionsku izmjenu. Površina titana adsorbira se inhibitorom specifičnim za bakar kao što je benzotriazol (10 ppm) koji inhibira nanošenje pločica.
Stručna specifikacija
Za grijač od titana 2. stupnja u 10% sulfaminskoj kiselini na 80 stupnjeva, održavajte koncentraciju iona bakra ispod 25 ppm kako biste osigurali sigurnosnu marginu ispod granice nanošenja od 50 ppm. Tjedno mjerite koncentraciju bakra pomoću atomske apsorpcijske spektroskopije ili kolorimetrijskih test traka. Ako je koncentracija > 50 ppm, dodajte 200 ppm EDTA za kompleksiranje bakra ili promijenite otopinu. Grijače s naslagama bakra treba čistiti 20% dušičnom kiselinom na 50 stupnjeva 30 minuta. Ovo otapa bakar bez oštećenja titana. Inženjer kontrolira koncentraciju bakra ispod kritične granice u radu sa sulfaminskom kiselinom, čime se sprječava bakrenje i galvanska korozija.
