Hjem / Bransjekunnskapsleksikon/ Innhold Når en titanvarmer av klasse 2 brukes til å varme opp en 50 % natriumacetatløsning ved 90 grader, hva er den maksimalt tillatte eddiksyreurenheten (ppm) før hydrogenutviklingen starter blæredannelse?

Natriumacetat (CH3COONa) 50 % ved 90 grader, for tekstilfarging og buffer. Løsningen er alkalisk (pH 8–9). pH reduseres av eddiksyreurenheten fra hydrolyse eller forurensning. Ved pH under 5 blir det passive belegget av titan ustabilt og katodisk prosess endres fra oksygenreduksjon til hydrogenutvikling. Atomisk hydrogen kan komme inn i titangitteret og skape molekylært hydrogen i indre hull, noe som fører til blemmer på overflaten. Maksimal eddiksyreurenhet er 500 ppm (0,05 %) for å forhindre hydrogenblærer. Over dette nivået er pH<5 and blisters occur within 100–500 hours.

Hydrogenblæring i acetatløsninger-Mekanisme

Den katodiske prosessen i alkalisk natriumacetat er oksygenreduksjon og ikke dannelse av hydrogenatomer. Eddiksyre senker pH: CH₃COOH → CH₃COO⁻ + H⁺. Ved pH < 5 er hydrogenutviklingsreaksjonen 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ termodynamisk favorisert. Det atomære hydrogen-mellomproduktet (H) dannes på titanoverflaten. Noe atomært hydrogen rekombinerer til H_2-gass, men en fraksjon diffunderer inn i titangitteret. Hydrogenatomer diffunderer til indre gap, inneslutninger eller korngrenser og rekombinerer der for å produsere H_2-gass. Gasstrykket bygges opp og overflateblemmer kan dannes og sprekke.

Kvantitativ blæredannelse som en funksjon av eddiksyrekonsentrasjon

Kontrollert testing i 50 % natriumacetat ved 90 grader i 500 timer med variabel eddiksyreurenhet har etablert følgende. Ved eddiksyre under 100 ppm er pH 8,5-9,0, ingen hydrogenutvikling, ingen blemmer og overflaten er lys. Ved 100–300 ppm er pH 6,0–7,5, spor av hydrogenutvikling kan forekomme, men ingen tydelige blemmer. 300-500 ppm 5.0-6.0 300-500 timer Sporadiske små blemmer (<0.5 mm diameter) 1-5 per cm2 Blister density At 500–1,000 ppm the pH is 4.0–5.0, considerable blistering is observed with blister size 0.5–2 mm, blister density is 5–20 per cm² and blistering starts within 100–300 hours. Blistering occurs at concentrations above 1,000 ppm at pH levels below 4.0 with blister size greater than 2 mm, blister density greater than 20 per cm² and initiation of blistering in 50–150 hours.

Effekt av temperatur og oksygenkonsentrasjon på blemmerterskelen

Maksimalt tillatt eddiksyre faller med økende temperatur. Tillatt eddiksyre ved 70 grader er 1000 ppm (0,1 %). Ved 80 grader er det 750 ppm. 500 ppm ved 90 grader . Ved 100 grader er det 300 ppm. Det er 150 ppm ved 110 grader. Terskelen påvirkes også av mengden oppløst oksygen. Ved lavere konsentrasjoner av eddiksyre oppstår blemmer i avluftede løsninger fordi oksygenreduksjon ikke er tilstede for å konkurrere med hydrogenutviklingen. Luftede løsninger (O2 > 5 ppm) øker tillatt eddiksyre med 30–50 %.

Veiledning for kontroll av eddiksyreurenheter i natriumacetatvarmer

De maksimalt tillatte konsentrasjonene av eddiksyre for grad 2 titaniumvarmere i 50 % natriumacetat ved 90 grader er vist i følgende tabell for forskjellige levetider og forskjellige tillatte blemmer.

Desired Service Life (years) Maximum Allowable Acetic Acid (ppmExpected pH range Blistering potentialRecommended Action >5 <300 >6.0 Ingen Ingen 3–5 300–500 5.0–6.0 Lav Kvartalsvis overvåking 1–3 500–800 4.5–5.0 ModeratNøytraliser med natriumhydroksid<1 800-1000 4.0-4.5 High Purify solution
Not acceptable >1,000 <4.0 Severe Change solution
Engineering Beyond eddiksyrekontroll

Titankvaliteten vil påvirke motstanden mot blemmer. Grad 7 (palladiumstabilisert) er 3 til 5 ganger mer tolerant overfor eddiksyre fordi palladium katalyserer hydrogenrekombinasjon, og reduserer dermed mengden hydrogen som går inn i metallet. Karakter 12 gir middels forbedring. Blæredannelse forhindres ikke av veggtykkelse, men tykke vegger kan ta flere blemmer før lekkasje. Sjekk pH i løsningen regelmessig. Hvis pH er under 7, tilsett natriumhydroksid for å øke pH. Eddiksyreterskel tillatt. Nitrogenteppe for å utelukke oksygen. En oksidant, slik som natriumnitritt (100 ppm), tilsatt, hever terskelen, og fremmer oksygenreduksjon i forhold til hydrogenutvikling.

Utvikle en godt-informert spesifikasjon

I tilfelle av en grad 2 titanvarmer som oppvarmer 50 % natriumacetat ved 90C, for å tilby en sikkerhetsmargin under 500 ppm blæregrense, bør eddiksyreurenheten holdes under 300 ppm. Test pH en gang i uken. Hvis det faller under 7, tilsett 0,1 prosent natriumhydroksid for å øke pH. Der eddiksyre er større enn 500 ppm, bruk grad 7 titan eller tilsett et oksidasjonsmiddel som 100 ppm natriumnitritt. Se etter blemmer på varmeovnens overflate under drift hver 3. måned. Hvis funnet, nøytraliser løsningen og bytt ut varmeren. Ingeniøren må holde urenhetsnivået for eddiksyre under 500 ppm for å forhindre at hydrogenblærer dannes av Grad 2 titaniumvarmere som brukes i natriumacetattjeneste.