Mikä on suurin sallittu kupari-ionipitoisuus (ppm) 10-prosenttisessa sulfamiinihappoliuoksessa 80 asteessa, ennen kuin luokan 2 titaanilämmitinputki alkaa pinnoittaa kuparia ja joutuu galvaaniseen korroosioon?
Jätä viesti
10-prosenttisessa sulfamiinihapossa (H2NSO3H) 80 asteessa kupari-ionit (Cu²⁺) voivat pinnoittua titaanin pinnalle metallina kuparina. Pinnoitettu kupari muodostaa galvaanisen parin titaanin kanssa, mikä nopeuttaa alla olevan metallin anodista liukenemista. Suurin sallittu kuparipitoisuus pinnoituksen estämiseksi on 50 ppm. Yli 50 ppm kuparilevyt nopeasti; yli 100 ppm, tapahtuu voimakasta galvaanista korroosiota.
Kvantitatiivinen kuparipinnoitus ja galvaaninen korroosio
10 % sulfamiinihapossa 80 asteessa 500 tuntia:
| Cu²⁺ (ppm) | Kuparipinnoitus havaittu? | Galvaaninen virta (µA/cm²) | Titaanin korroosionopeus (mm/vuosi) |
|---|---|---|---|
| 0 | Ei | 0 | 0.01–0.03 |
| 10 | Ei | 0–1 | 0.02–0.05 |
| 25 | Jäljittää | 1–5 | 0.03–0.08 |
| 50 | Kevyt | 5–15 | 0.08–0.20 |
| 100 | Kohtalainen | 15–40 | 0.20–0.50 |
| 250 | Raskas | 40–100 | 0.50–1.50 |
| 500 | Jatkuva | 100–200 | 1.50–3.00 |
Happopitoisuuden ja lämpötilan vaikutus
| Sulfamiinihappo (%) | Lämpötila ( aste ) | Kriittinen Cu²⁺ pinnoituksessa (ppm) | Suositeltu maksimi Cu²⁺ (ppm) |
|---|---|---|---|
| 5 | 80 | 100 | 75 |
| 10 | 60 | 100 | 75 |
| 10 | 80 | 50 | 30 |
| 15 | 80 | 30 | 20 |
| 20 | 80 | 20 | 10 |
Kuparikontaminaation hallintaopas
| Mitattu Cu²⁺ (ppm) | Suositeltu toimenpide | Odotettu Ti-korroosionopeus (mm/vuosi) |
|---|---|---|
| <25 | Ei mitään | <0.05 |
| 25–50 | Seuraa viikoittain; lisää kelatoivaa ainetta | 0.05–0.15 |
| 50–100 | Vaihda liuos tai käytä ioninvaihtoa | 0.15–0.40 |
| >100 | Välitön ratkaisun vaihto | >0.40 |
Tekninen suositus
Jos sulfamiinihappoa käytetään 80 asteessa, pidä kuparipitoisuus alle 30 ppm:n turvamarginaalin saamiseksi alle 50 ppm:n pinnoituskynnyksen. Käytä ioninvaihto- tai kelatointihartseja kuparin poistamiseen. Säätämällä kupari-ionipitoisuutta insinööri estää galvaanisen korroosion kuparipinnoituksesta.
67
50-prosenttisessa kaliumkarbonaattiliuoksessa 110 asteessa toimivan titaanilämpötangon osalta, kuinka liuenneen hapen taso (0,5 ppm vs . 5 ppm) muuttaa titanaattipassivointikerroksen vakautta?
50-prosenttisessa kaliumkarbonaatissa (K2CO3) 110 asteessa muodostuu suojaava kaliumtitanaattikerros (K2TiO3) titaanin pinnalle. Liuennut happi (DO) on kriittinen titanaatin muodostumiselle. Alhaisella DO:lla (0,5 ppm) titanaattikerros on ohut (0,1–0,5 µm) ja huokoinen, mikä tarjoaa huonon suojan. Korkealla DO:lla (5 ppm) kerros on paksumpi (1–3 µm) ja tiheämpi, mikä vähentää korroosionopeutta 5–10 ×.
Kvantitatiivinen passivointikerroksen stabiilisuus vs. liuennut happi
50 % K2CO3:ssa 110 asteessa 1000 tuntia:
| DO (ppm) | Titanaattikerroksen paksuus (µm) | Korroosionopeus (mm/vuosi) | Pinnan kunto |
|---|---|---|---|
| 0 (ilmattu) | 0.05–0.1 | 0.15–0.30 | Tumma, huokoinen |
| 0.5 | 0.1–0.3 | 0.08–0.15 | Harmaa, kohtalainen |
| 2 | 0.5–1.0 | 0.03–0.08 | Vaalean harmaa |
| 5 | 1.0–2.0 | 0.01–0.03 | Kirkas, suojaava |
| 10 | 2.0–3.0 | 0.005–0.015 | Valoisa, vakaa |
Lämpötilan vaikutus DO-vaatimuksiin
| Lämpötila ( aste ) | Minimi DO vakaalle passivaatiolle (ppm) | Suositeltu DO (ppm) |
|---|---|---|
| 80 | 1 | 3 |
| 100 | 2 | 5 |
| 110 | 3 | 6 |
| 120 | 4 | 8 |
Liuenneen hapen hallintaopas
| Mitattu DO (ppm) | Titanaattikerroksen vakaus | Suositeltu toimenpide |
|---|---|---|
| >5 | Erinomainen | Ei mitään |
| 3–5 | Hyvä | Seuraa viikoittain |
| 1–3 | Marginaali | Ruisku ilmaa |
| 0.5–1 | Huono | Lisää ilmastusta |
| <0.5 | Epävakaa | Uudelleensuunnittelu; lisää hapetin |
Tekninen suositus
Jos K2CO3 on 50 % 110 asteessa, pidä liuennut happi yli 5 ppm:ssä ilmahuiskulla tai happiruiskutuksella. Säätämällä DO:ta insinööri edistää vakaata, suojaavaa kaliumtitanaattikerrosta ja minimoi korroosion.
