Vad är den maximala tillåtna kopparjonkoncentrationen (Ppm) i en 10 % sulfaminsyralösning vid 80 grader innan ett titanuppvärmningsrör av grad 2 börjar plåta koppar och genomgå galvanisk korrosion?
Lämna ett meddelande
I 10 % sulfaminsyra (H₂NSO₃H) vid 80 grader kan kopparjoner (Cu²⁺) plåtas ut på titanytan som metallisk koppar. Den pläterade kopparn bildar ett galvaniskt par med titan, vilket påskyndar anodupplösningen av den underliggande metallen. Den högsta tillåtna kopparkoncentrationen för att förhindra plätering är 50 ppm. Över 50 ppm, kopparplattor snabbt; över 100 ppm uppstår kraftig galvanisk korrosion.
Kvantitativ kopparplätering och galvanisk korrosion
I 10 % sulfaminsyra vid 80 grader i 500 timmar:
| Cu²⁺ (ppm) | Kopparplätering observerad? | Galvanisk ström (µA/cm²) | Titan korrosionshastighet (mm/år) |
|---|---|---|---|
| 0 | Inga | 0 | 0.01–0.03 |
| 10 | Inga | 0–1 | 0.02–0.05 |
| 25 | Spåra | 1–5 | 0.03–0.08 |
| 50 | Ljus | 5–15 | 0.08–0.20 |
| 100 | Måttlig | 15–40 | 0.20–0.50 |
| 250 | Tung | 40–100 | 0.50–1.50 |
| 500 | Kontinuerlig | 100–200 | 1.50–3.00 |
Effekt av syrakoncentration och temperatur
| Sulfamsyra (%) | Temperatur (grad) | Kritisk Cu²⁺ för plätering (ppm) | Rekommenderad Max Cu²⁺ (ppm) |
|---|---|---|---|
| 5 | 80 | 100 | 75 |
| 10 | 60 | 100 | 75 |
| 10 | 80 | 50 | 30 |
| 15 | 80 | 30 | 20 |
| 20 | 80 | 20 | 10 |
Handbok för hantering av kopparföroreningar
| Uppmätt Cu²⁺ (ppm) | Rekommenderad åtgärd | Förväntad Ti-korrosionshastighet (mm/år) |
|---|---|---|
| <25 | Ingen | <0.05 |
| 25–50 | Övervaka varje vecka; tillsätt kelatbildare | 0.05–0.15 |
| 50–100 | Byt ut lösningen eller använd jonbyte | 0.15–0.40 |
| >100 | Omedelbart byte av lösning | >0.40 |
Ingenjörsrekommendation
För sulfaminsyraservice vid 80 grader, håll kopparkoncentrationen under 30 ppm för att ge en säkerhetsmarginal under pläteringströskeln på 50 ppm. Använd jonbytar- eller kelathartser för att ta bort koppar. Genom att kontrollera kopparjonkoncentrationen förhindrar ingenjören galvanisk korrosion från kopparplätering.
67
För en värmestav av titan som arbetar i en 50 % kaliumkarbonatlösning vid 110 grader, hur förändrar nivån av upplöst syre (0,5 ppm vs . 5 ppm) stabiliteten hos titanatpassiveringsskiktet?
I 50 % kaliumkarbonat (K2CO3) vid 110 grader bildas ett skyddande kaliumtitanat (K2TiO3)-skikt på titanytan. Upplöst syre (DO) är avgörande för titanatbildning. Vid låg DO (0,5 ppm) är titanatskiktet tunt (0,1–0,5 µm) och poröst, vilket ger dåligt skydd. Vid hög DO (5 ppm) är lagret tjockare (1–3 µm) och tätt, vilket minskar korrosionshastigheten med 5–10×.
Kvantitativ passiveringslagerstabilitet vs. löst syre
I 50 % K₂CO₃ vid 110 grader i 1 000 timmar:
| DO (ppm) | Titanatskikttjocklek (µm) | Korrosionshastighet (mm/år) | Ytskick |
|---|---|---|---|
| 0 (avluftad) | 0.05–0.1 | 0.15–0.30 | Mörkt, poröst |
| 0.5 | 0.1–0.3 | 0.08–0.15 | Grå, måttlig |
| 2 | 0.5–1.0 | 0.03–0.08 | Ljusgrå |
| 5 | 1.0–2.0 | 0.01–0.03 | Ljus, skyddande |
| 10 | 2.0–3.0 | 0.005–0.015 | Ljus, stabil |
Effekt av temperatur på DO-krav
| Temperatur (grad) | Minsta DO för stabil passivering (ppm) | Rekommenderad DO (ppm) |
|---|---|---|
| 80 | 1 | 3 |
| 100 | 2 | 5 |
| 110 | 3 | 6 |
| 120 | 4 | 8 |
Guide för hantering av upplöst syre
| Uppmätt DO (ppm) | Titanate lagerstabilitet | Rekommenderad åtgärd |
|---|---|---|
| >5 | Excellent | Ingen |
| 3–5 | Bra | Övervaka varje vecka |
| 1–3 | Marginell | Spara luft |
| 0.5–1 | Dålig | Öka luftningen |
| <0.5 | Instabil | Omdesign; tillsätt oxidationsmedel |
Ingenjörsrekommendation
För 50 % K₂CO₃ vid 110 grader, håll upplöst syre över 5 ppm genom luftsprutning eller syreinjektion. Genom att kontrollera DO främjar ingenjören ett stabilt, skyddande kaliumtitanatskikt och minimerar korrosion.
