In sodium metasilicate (Na₂SiO₃) solutions at 80°C, silicate ions polymerize on titanium surfaces. At pH >11, силикат формира непрекидан, непорозан, заштитни филм дебљине 0,5–2 µм. На пХ 9, филм је порозан, напукао и није{6}}заштићен, дозвољавајући хлоридима или другим агресивним врстама да продру и изазову рупице. Разлика произилази из стања полимеризације силикатних јона. При високом пХ, силикат постоји као мономерни СиО₄⁴⁻ јони који формирају густ, стакласт филм. При нижем пХ, силикат се полимеризује у колоидне ланце који производе порозну, напукнуту структуру.

Механизам формирања силикатног филма у зависности од пХ-

The polymerization of silicate ions follows: SiO₄⁴⁻ + H₂O → HSiO₄³⁻ + OH⁻. At high pH (>11), равнотежа фаворизује мономерне јоне, који се таложе као густи аморфни филм силицијум диоксида. При пХ 9–10, јони се полимеризују у ланчане-структуре које стварају порозну мрежу. Филм такође укључује натријумове јоне, формирајући натријум силикатно стакло. Квалитет заштите је одређен густином филма и одсуством микро-пукотина.

Квантитативни квалитет филма као функција пХ вредности

Контролисаним испитивањем у 10% На₂СиО₃ на 80 степени током 500 сати утврђено је следеће за титанијум степена 2. При пХ 8, дебљина филма је 0,1–0,3 µм, порозност филма је висока, стопа корозије је 0,15–0,30 мм годишње, а присутно је питтинг. При пХ 9, дебљина је 0,2–0,5 µм, порозност је висока, стопа корозије је 0,08–0,20 мм годишње, а питтинг је повремено. При пХ 10, дебљина је 0,5–1,0 µм, порозност је умерена, брзина корозије је 0,04–0,10 мм годишње, а питтинг је реткост. При пХ 11, дебљина је 1,0–1,5 µм, порозност је ниска, брзина корозије је 0,02–0,05 мм годишње, и не долази до појаве рупица. При пХ 12, дебљина је 1,5–2,5 µм, порозност је веома ниска, стопа корозије је 0,01–0,03 мм годишње, и не долази до рупица. При пХ 13, дебљина је 2,0–3,0 µм, порозност је веома ниска, брзина корозије је 0,005–0,015 мм годишње, и не долази до појаве рупица.

Утицај температуре на пХ захтев

Минимални пХ потребан за заштитни филм расте са температуром. На 60 степени, минимални пХ је 10,5, а препоручени пХ је 11,0. На 80 степени минимално је 11,0, а препоручено 11,5. На 100 степени минимум је 11,5, а препоручени 12,0. На 120 степени минимално је 12,0, а препоручено 12,5. Више температуре подстичу полимеризацију силиката, захтевајући виши пХ да би се одржало мономерно стање.

Водич за контролу пХ за сервис натријум метасиликата

Следећа табела даје препоруке за контролу пХ за одржавање заштитног силикатног филма на титанијумским грејачима степена 2 у 10% натријум метасиликата на 80 степени.

Инжењеринг изван контроле пХ вредности

Квалитет титанијума утиче на потребан пХ. Степен 7 (стабилизован са паладијумом-) формира заштитни силикатни филм на пХ 10,5–11,0, нешто нижи од степена 2. Степен 12 нуди слично понашање као и степен 2. Дебљина зида обезбеђује могућност корозије ако филм није у потпуности заштитни. Концентрација силиката утиче на формирање филма; на 5% На2СиО3, потребан пХ је 11,5. На 15% На₂СиО3, потребан пХ је 10,5. Присуство хлорида (из нечистоћа) повећава потребну пХ вредност за 0,5-1,0 јединица. Раствор треба пратити помоћу пХ метра калибрисаног за растворе са високим{16}пХ.

Израда информативне спецификације

За грејач за урањање титанијума у ​​10% натријум метасиликата на 80 степени, одржавајте пХ изнад 11,0 додавањем натријум хидроксида. Инсталирајте пХ контролер са алармом постављеним на 10,8 и блокадом на 10,5. За постојеће системе са пХ испод 11, додајте НаОХ да подигнете пХ на 11,5. Ако се пХ не може повећати, користите титанијум степена 7 или смањите температуру на 60 степени. Током рада, проверите да ли површина грејача има удубљења; ако се примети рупица, одмах повећајте пХ. Контролисањем пХ изнад 11, инжењер обезбеђује формирање заштитног, непорозног силикатног филма на титанијуму.