Natriumacetat (CH₃COONa) i 50 % konsentrasjon og 90 grader brukes i tekstilfarging og som buffermiddel. Løsningen er alkalisk (pH 8–9). Eddiksyre urenheter fra hydrolyse eller forurensning senker pH. Når pH synker under 5, blir den passive titanfilmen ustabil, og den katodiske reaksjonen skifter fra oksygenreduksjon til hydrogenutvikling. Atomisk hydrogen kan diffundere inn i titangitteret og danne molekylært hydrogen ved indre hulrom, og forårsake blemmer på overflaten. Maksimal tillatt eddiksyreurenhet for å forhindre hydrogenblærer er 500 ppm (0,05 %). Over dette nivået faller pH under 5, og blemmer dannes innen 100–500 timer.

Mekanismen for hydrogenblæring i acetatløsninger

I alkalisk natriumacetat er den katodiske reaksjonen oksygenreduksjon, som ikke produserer hydrogenatomer. Eddiksyre senker pH: CH₃COOH → CH₃COO⁻ + H⁺. Ved pH under 5 blir hydrogenutviklingsreaksjonen 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ termodynamisk gunstig. Det atomære hydrogen-mellomproduktet (H) produseres på titanoverflaten. Noe atomært hydrogen rekombinerer for å danne H₂-gass, men en fraksjon diffunderer inn i titangitteret. Hydrogenatomer migrerer til indre hulrom, inneslutninger eller korngrenser, hvor de rekombinerer for å danne H₂-gass. Gasstrykket bygges opp, og forårsaker overflateblemmer som kan sprekke.

Kvantitativ blæredannelse som en funksjon av eddiksyrekonsentrasjon

Kontrollert testing i 50 % natriumacetat med varierende eddiksyreurenhet ved 90 grader over 500 timer har etablert følgende. Ved eddiksyre under 100 ppm er pH 8,5–9,0, ingen hydrogenutvikling skjer, ingen blemmer dannes, og overflaten forblir lys. Ved 100–300 ppm er pH 6,0–7,5, spor av hydrogenutvikling kan forekomme, men ingen synlige blemmer vises. Ved 300–500 ppm er pH 5,0–6,0, sporadiske små blemmer (<0.5 mm diameter) form after 300–500 hours, and the blister density is 1–5 per cm². At 500–1,000 ppm, the pH drops to 4.0–5.0, moderate blistering occurs with blister size 0.5–2 mm, blister density reaches 5–20 per cm², and blistering initiates within 100–300 hours. Above 1,000 ppm, the pH falls below 4.0, severe blistering occurs with blister size exceeding 2 mm, blister density exceeds 20 per cm², and blistering initiates within 50–150 hours.

Påvirkning av temperatur og oksygennivå på blemmerterskel

The maximum allowable acetic acid decreases with increasing temperature. At 70°C, the allowable acetic acid is 1,000 ppm (0.1%). At 80°C, it is 750 ppm. At 90°C, it is 500 ppm. At 100°C, it is 300 ppm. At 110°C, it is 150 ppm. Dissolved oxygen level also affects the threshold; deaerated solutions cause blistering at lower acetic acid concentrations because oxygen reduction is not available to compete with hydrogen evolution. Aerated solutions (oxygen >5 ppm) øke den tillatte eddiksyren med 30–50 %.

Eddiksyreforurensningskontrollguide for natriumacetatvarmere

Tabellen nedenfor gir maksimalt tillatte eddiksyrekonsentrasjoner for grad 2 titaniumvarmere i 50 % natriumacetat ved 90 grader, basert på ønsket levetid og blemmedannelsestoleranse.

Engineering Beyond eddiksyrekontroll

Titankvaliteten påvirker blæremotstanden. Grad 7 (palladium-stabilisert) har 3–5 ganger høyere toleranse for eddiksyre fordi palladium katalyserer hydrogenrekombinasjon, og reduserer mengden hydrogen som kommer inn i metallet. Karakter 12 tilbyr middels forbedring. Veggtykkelse forhindrer ikke blemmer, men tykke vegger tåler flere blemmer før lekkasje. Løsningens pH bør overvåkes ukentlig; hvis pH faller under 7, tilsett natriumhydroksid for å heve den. Nitrogenteppe for å utelukke oksygen reduserer den tillatte eddiksyreterskelen. Tilsetning av en oksidant som natriumnitritt (100 ppm) øker terskelen ved å fremme oksygenreduksjon over hydrogenutvikling.

Lage en informert spesifikasjon

For en grad 2 titanvarmer som brukes til å varme opp 50 % natriumacetat ved 90 grader, hold eddiksyreurenheter under 300 ppm for å gi en sikkerhetsmargin under 500 ppm blemmerterskel. Overvåk pH ukentlig; hvis pH synker under 7, tilsett 0,1 % natriumhydroksid for å gjenopprette alkaliteten. For applikasjoner der eddiksyrenivåer overstiger 500 ppm, spesifiser Grad 7 titan eller tilsett et oksidasjonsmiddel som 100 ppm natriumnitritt. Under drift, inspiser varmeoverflaten for blemmer hver 3. måned; hvis det oppdages blemmer, nøytraliser løsningen og bytt ut varmeren. Ved å kontrollere eddiksyreurenheter under 500 ppm, forhindrer ingeniøren hydrogenblærer av grad 2 titanvarmere i natriumacetat-tjeneste.