Hvordan endrer pH (4,5 vs. 6.5) passiveringsstrømtettheten og risikoen for spenningskorrosjon i en titanrørbuntvarmer for en 20 % ammoniumnitratløsning ved 80 grader?

Løsningens pH (20%) har stor innflytelse på passiveringsoppførselen til titan i ammoniumnitrat (NH4NO3) ved 80 grader. Ved pH 6,5 (nær nøytral) er den passive filmen stabil med en passiveringsstrømtetthet på 0,05–0,1 µA/cm² og liten SCC-risiko. Ved pH 4,5 (sur fra hydrolyse) øker passiveringsstrømtettheten til 0,5 – 2 µA/cm2 og sannsynligheten for spenningskorrosjonssprekker (SCC) øker dramatisk på grunn av aggresjonen av nitration ved lavere pH.

Kvantitativ Passivasjon Strøm Versus pH

For titan klasse 2 i 20 % NH4NO3 ved 80 grader C:

pH Passivation Strømtetthet (µA/cm2) SCC-initieringstid (timer) SCC-risiko
6.5 0.05-0.10 >5000 Lav 6.0 0.08-0.15 3000-5000 Lav-Moderat 5.5 0.15-0.30 1,000-3000 Moderat 5.0 0.30-0.70 500-1,500 Høy ​​4.5 0.50-1.50 200-800Alvorlighetsgrad 4.0 1.0–3.0 100–400Veldig dårlig, men
Interaksjonseffekt av klorid og nitrat

pH-klorid (ppm) SCC Risk Suggested Grade 6.5 0 Lav grad 2 6.5 100 Moderat grad 2 5.5 0 Moderat grad 2 5.5 100 Høy grad 7 4.5 0 Høy grad 7 4.5 100 Alvorlig grad 7 + isolasjon pH-kontrollveiledning

Operating pH Recommended actionExpected SCC Free Life ( Grade 2)6.0 None >10 år
5,5–6,0 Ukentlig pH-overvåking 5–10 år
5,0-5,5 Juster pH med NH4OH 3-5 år
4,5–5,0 Bruk Ti Grade 7 5–8 år (Ti Grade 7)
<4.5 Redesigning process <2 years
Anbefaling av Engineering

For ammoniumnitratservice hold pH > 5,5 for grad 2 eller > 5,0 for grad 7. Tilsett ammoniumhydroksid for å nøytralisere surheten. Ingeniøren klarer pH for å minimere passiveringsstrømtettheten og for å minimere spenningskorrosjonssprekker.