Kako za titanovo grelno palico, ki se uporablja za ponovno segrevanje 90 % mravljinčne kisline pri 100 stopinjah, vsebnost vode (5 % proti . 10 %) premakne korozijski mehanizem z enakomernega napada na luknjičasto?

100 stopinj 90 % mravljinčna kislina (HCOOH) Pasivirajoče redukcijsko okolje za titan, vendar le do mejne stopnje. Na korozijsko obnašanje močno vpliva koncentracija vode v kislini. Pri 5% vode (95% mravljinčne kisline) raztopina močno reducira in titan enakomerno korodira s hitrostjo 0,1–0,3 mm na leto. Pri 10 % vode (90 % mravljinčne kisline) dodatna voda spremeni kemijo raztopine, poveča koncentracijo hidronijevih ionov (H 3 O + ) in spremeni stabilnost pasivnega filma. Jamičenje je primarni mehanizem s hitrostjo širjenja jamic od 0,5 do 1,5 mm na leto, kar je 5-krat hitreje od enotnega napada. Sprememba je nekoliko nenadna in nastopi pri 7 in 9 % vsebnosti vode.

Mehanizem prehoda-vode iz enakomerne v luknjičasto korozijo

Adsorpcija formatnih ionov (HCOO-) stabilizira pasivni film na titanu v mravljični kislini. Format tekmuje z vodo za površinska adsorpcijska mesta. Pri 5 % vode se film enakomerno raztopi in format je prevladujoča adsorbirana vrsta. 10% vode. Ko se adsorpcija vode poveča, pride do lokaliziranega razpada filma na napakah, kot so meje zrn ali intermetalni delci. Ko se jamica sproži, se visoka agresivnost formatnih ionov, ki delujejo podobno kot kloridi v koncentrirani obliki, nabere v jami in pospeši širjenje. Prehod se zgodi, ko vodna pokritost površine doseže ključno vrednost približno 30 %.

Kvantitativne stopnje korozije in mehanizmi kot funkcija vsebnosti vode

Nadzorovano testiranje je pokazalo različno korozijsko obnašanje titana stopnje 2 v raztopinah mravljinčne kisline/vode pri 100 stopinjah 500 ur. Pri 2 % vode (98 % mravljinčne kisline) je stopnja korozije homogena, 0,20–0,40 mm/leto, brez lukenj in z enakomerno praskano površino. Enotna stopnja pri 5 % vode (95 % mravljinčne kisline) pade na 0,10–0,25 mm na leto in plitve jame,<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.

Učinki temperature in koncentracije mravljinčne kisline na vsebnost vode pri prehodu

Potrjena je temperaturna odvisnost vsebnosti vode na prehodu iz enakomerne korozije v luknjičasto. Pri 80 stopinjah je prevladujoča vrsta korozije enotna korozija (95 % mravljinčna kislina, 5 % voda) s hitrostjo 0,05-0,10 mm/leto. Enakomerna stopnja korozije v 95 % mravljični kislini pri 100 stopinjah se nadaljuje pri 0,10–0,25 mm/leto. Mešano korozijo opazimo pri 100 stopinjah z 92 % mravljinčne kisline (8 % vode) s hitrostjo 0,15–0,30 mm na leto kot rast jam. Jamičenje, ki prevladuje pri 0,20–0,50 mm/leto, opazimo pri 80 stopinjah z 90 % mravljinčno kislino (10 % vode). Pri 100 stopinjah z 90-odstotno mravljinčno kislino se stopnja luknjanja pospeši na 0,50–1,20 mm/leto. Jamičenje pri 100 stopinjah s 85 % mravljinčno kislino (15 % vode) je 1,00 do 2,00 mm/leto. Vsebnost vode, ki je potrebna za prehod v luknjičasto tvorbo, se zmanjša s povišanjem temperature.

Vodnik za nadzor vsebnosti vode v grelniku mravljične kisline

Naslednja tabela podaja največjo dovoljeno vsebnost vode v mravljični kislini za titanove grelnike stopnje 2 in 7 pri 100 stopinjah za določeno življenjsko dobo in sprejemljiv mehanizem korozije.

Želena življenjska doba (leta) Delovna temperatura (stopinje) Največja dovoljena voda (%) za stopnjo 2 Največja dovoljena voda (%) za stopnjo 7 Prevladujoči mehanizem5 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 Močna luknjanja
Onkraj nadzornega inženiringa vsebnosti vode

Stopnja titana ima velik vpliv na prehodno vsebnost vode. Stopnja 7 (stabiliziran-paladij) potisne enakomeren-v-prehod z luknjami na 10–12 % vode, kar omogoča varno delovanje pri 90 % mravljinčne kisline (10 % vode). Vmesno izboljšanje stopnje 12. Debelina stene ne preprečuje luknjičaste luknje, daje pa dodatek koroziji. Na primer, debelina stene 2,0 mm z luknjanjem 0,5 mm/leto traja 4 leta. Pomembna je čistost mravljinčne kisline. Nečistoče, kot so kloridi < 10 ppm ali sulfati < 50 ppm, zmanjšajo vsebnost prehodne vode za 2-3 %. Prezračevanje (raztopljeni kisik) povzroči homogeno korozijo namesto luknjičaste korozije, odzračevanje pa zmanjša vsebnost vode, pri kateri pride do prehoda.

Pisanje dobro{0}}informirane specifikacije 2.

Titanova toplotna palica v 90 % mravljinčni kislini (10 % vode) pri 100 stopinjah deluje v enotnem ali mešanem režimu z uporabo titana stopnje 7. Stopnja 2: Odstranite vodo na manj kot 7 % z destilacijo ali z brezvodno mravljično kislino. Za obstoječe grelnike stopnje 2 v 90 % mravljinčni kislini dodajte 1 do 2 % anhidrida mravljinčne kisline ali anhidrida ocetne kisline, da kemično vežete vodo in zmanjšate količino proste vode na manj kot 6 %. Med delovanjem se vsebnost vode tedensko spremlja s titracijo po Karlu Fischerju in doda se sušilno sredstvo ali se brezvodna kislina razredči, če vsebnost vode doseže 7 % (2. stopnja) ali 10 % (7. stopnja). Inženir pri ohranjanju vsebnosti vode pod ključno prehodno ravnjo spremeni mehanizem korozije iz hitrega luknjičastega v enakomeren napad in tako podaljša življenjsko dobo grelnika pri vroči mravljični kislini.