За топлотни штап од титанијума који се користи за поновно загревање 90% мравље киселине на 100 степени, како садржај воде (5% наспрам. 10%) мења механизам корозије са равномерног напада на питтинг?

100 степени 90 % Мравља киселина (ХЦООХ) Пасивирајућа редукујућа средина за титанијум, али само до маргиналног степена. На понашање корозије снажно утиче концентрација воде у киселини. На 5% воде (95% мравље киселине) раствор се снажно редукује, а титан равномерно кородира брзином од 0,1–0,3 мм годишње. На 10 % воде (90 % мравље киселине) додатна вода мења хемију раствора, повећавајући концентрацију хидронијум јона (Х 3 О + ) и мењајући стабилност пасивног филма. Питинг је примарни механизам са стопама ширења у јами од 0,5 до 1,5 мм годишње, 5 пута брже од униформног напада. Промена је донекле нагла, јавља се при 7 и 9% садржаја воде.

Механизам воде{0}}индукованог преласка са једноличне на корозију у облику тачке

Адсорпција форматних јона (ХЦОО-) стабилизује пасивни филм на титанијуму у мрављој киселини. Формат се такмичи са водом за места површинске адсорпције. На 5% воде филм се равномерно раствара и формат је доминантна адсорбована врста. 10% воде. Како се адсорпција воде повећава, локализовани слом филма долази на дефектима као што су границе зрна или интерметалне честице. Када се отвори јама, висока агресивност форматних јона, који делују слично хлоридима у концентрованом облику, се акумулира у јами и убрзава ширење. Промена се дешава када водна покривеност површине достигне кључну вредност од око 30%.

Квантитативне стопе корозије и механизми као функција садржаја воде

Контролисаним испитивањем утврђено је различито корозивно понашање титанијума степена 2 у растворима мравље киселине/воде на 100 степени током 500 сати. Са 2% воде (98% мравље киселине) брзина корозије је хомогена, 0,20–0,40 мм/год, без удубљења и са равномерно изгребаном површином. Уједначена стопа при 5% воде (95% мравља киселина) пада на 0,10–0,25 мм годишње и плитке јаме,<20 µm, form in the transition zone, but only sporadically. The rate is uniform 0.08-0.15 mm/yr at 8% water (92% formic acid), pitting occurs after 200-400 hr and pit depth reaches 0.1-0.3 mm after 500 hr. At 10% water (90% formic acid), the uniform corrosion rate is further reduced to 0.05–0.10 mm/year but rapid pitting begins in 50–150 hours, with pit depths of 0.3–0.8 mm after 500 hours, therefore pitting is the primary failure mechanism. The uniform corrosion rate at 15% water (85% formic acid) is 0.03–0.08 mm/year. However, substantial pitting is observed in 20–80 hours, with pit depths of 0.5–1.2 mm after 500 hours.

Ефекти температуре и концентрације мравље киселине на прелазни садржај воде

Потврђена је температурна зависност садржаја воде на прелазу из равномерне корозије у питинг. На 80 степени доминантна врста корозије је једнолична корозија (95% мравље киселине, 5% воде) са стопом од 0,05-0,10 мм/год. Уједначена стопа корозије у 95% мравље киселине на 100 степени наставља се на 0,10–0,25 мм/год. Мешовита корозија се примећује на 100 степени са 92% мравље киселине (8% воде) са стопом од 0,15-0,30 мм годишње као раст јаме. Питтинг, доминантан на 0,20–0,50 мм/год, примећује се на 80 степени са 90% мравље киселине (10% воде). На 100 степени са 90% мрављом киселином, брзина питинга се убрзава на 0,50-1,20 мм годишње. Питтинг на 100 степени са 85% мравље киселине (15% воде) је 1,00 до 2,00 мм/год. Са порастом температуре смањује се неопходан садржај воде за прелазак у јамичасто стање.

Водич за контролу садржаја воде у грејачу мравље киселине

Следећа табела даје максимални дозвољени садржај воде у мрављој киселини за грејаче титанијума 2 и 7 степена на 100 степени за одређени радни век и прихватљив механизам корозије.

Жељени радни век (године) Радна температура (степен) Максимално дозвољена вода (%) за ниво 2 Максимално дозвољена вода (%) за доминантни механизам степена 75 80<8 <12 Uniform >3 100 <6 <10 Uniform 2-3 100 6-7 10-12 Mixed (acceptable) 1-2 100 7-8 12-14 Pitting (marginal for Grade 7)
<1 100 >8 >14 Јака удубљења
Изван контролног инжењеринга садржаја воде

Квалитет титанијума има велики утицај на садржај прелазне воде. Степен 7 (стабилизован са паладијумом-) потискује једнолику-у-прелазак на 10-12% воде, омогућавајући безбедан рад са 90% мравље киселине (10% воде). Средње побољшање степена 12. Дебљина зида не спречава питтинг, али даје додатак корозији. На пример, дебљина зида од 2,0 мм са удубљењем од 0,5 мм / годишње траје 4 године. Чистоћа мравље киселине је важна. Нечистоће, као што су хлориди < 10 ппм или сулфати < 50 ппм, смањују садржај прелазне воде за 2-3%. Аерација (растворени кисеоник) изазива хомогену корозију, а не удубљење, а одзрачивање смањује садржај воде при којој се врши промена.

Писање добро-информисаних спецификација 2.

За топлотни штап од титанијума у ​​90% мравље киселине (10% воде) на 100 степени раде у униформном или мешовитом режиму користећи титанијум 7. степена. Степен 2: Уклонити воду до мање од 7% дестилацијом или безводном мрављом киселином. За постојеће грејаче степена 2 у 90% мравље киселине, додајте 1 до 2% анхидрида мрављег сирћета или анхидрида сирћетне киселине да хемијски везује воду и смањите слободну воду на мање од 6%. Током рада, садржај воде се прати недељно помоћу Карл Фишера титрације и додаје се средство за сушење или се анхидрована киселина разблажује ако садржај воде достигне 7% (Граде 2) или 10% (Граде 7). Инжењер, одржавајући садржај воде испод кључног прелазног нивоа, мења механизам корозије од брзог питинга до равномерног напада и тако продужава век грејача у раду са врућом мрављом киселином.