Начало / Енциклопедия на знанията в индустрията / Съдържание Когато титанов нагревател от степен 2 се използва за нагряване на 50% разтвор на натриев ацетат при 90 градуса, какъв е максимално допустимият примес на оцетна киселина (ppm), преди отделянето на водород да започне образуване на мехури?
Остави съобщение
Натриев ацетат (CH3COONa) 50% при 90 градуса, за боядисване на текстил и буфер. Разтворът е алкален (pH 8–9). pH се намалява от примесите на оцетна киселина от хидролиза или замърсяване. При рН под 5 пасивното покритие на титана става нестабилно и катодният процес се променя от редукция на кислород към отделяне на водород. Атомният водород може да навлезе в титановата решетка и да създаде молекулярен водород във вътрешните пролуки, което води до образуване на мехури по повърхността. Максималният примес на оцетна киселина е 500 ppm (0,05%), за да се предотврати образуването на водородни мехури. Над това ниво pH е<5 and blisters occur within 100–500 hours.
Механизъм за{0}}образуване на водород в ацетатни разтвори
Катодният процес в алкалния натриев ацетат е редукция на кислород, а не образуване на водородни атоми. Оцетната киселина намалява pH: CH3COOH → CH3COO⁻ + H⁺. При pH < 5 реакцията на отделяне на водород 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ е термодинамично предпочитана. Междинният атомен водород (H) се образува на повърхността на титана. Част от атомния водород се рекомбинира в газ H_2, но част дифундира в титановата решетка. Водородните атоми дифундират до вътрешни празнини, включвания или граници на зърната и там се рекомбинират, за да произведат H_2 газ. Налягането на газа се увеличава и повърхностните мехури могат да се образуват и да се спукат.
Количествено образуване на мехури като функция на концентрацията на оцетна киселина
Контролирано изпитване в 50% натриев ацетат при 90 градуса за 500 часа с променлив примес на оцетна киселина установи следното. При оцетна киселина под 100 ppm, pH е 8,5-9,0, няма отделяне на водород, няма мехури и повърхността е светла. При 100-300 ppm рН е 6,0-7,5, може да има следи от отделяне на водород, но без видими мехури. 300-500 ppm 5.0-6.0 300-500 часа Случайни малки мехури (<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.
Ефект на температурата и концентрацията на кислород върху прага на образуване на мехури
Максимално допустимата оцетна киселина пада с повишаване на температурата. Допустимата оцетна киселина при 70 градуса е 1000 ppm (0,1%). При 80 градуса е 750 ppm. 500 ppm при 90 градуса. При 100 градуса е 300ppm. Това е 150 ppm при 110 градуса. Прагът също се влияе от количеството разтворен кислород. При по-ниски концентрации на оцетна киселина се появява образуване на мехури в деаерирани разтвори, тъй като не е налице намаляване на кислорода, което да се конкурира с отделянето на водород. Аерираните разтвори (O2 > 5 ppm) повишават разрешената оцетна киселина с 30–50%.
Ръководство за контрол на примесите на оцетна киселина в нагревател на натриев ацетат
Максимално допустимите концентрации на оцетна киселина за титаниеви нагреватели степен 2 в 50% натриев ацетат при 90 градуса са показани в следващата таблица за различни експлоатационни срокове и различно разрешено образуване на мехури.
Desired Service Life (years) Maximum Allowable Acetic Acid (ppmExpected pH range Blistering potentialRecommended Action >5 <300 >6,0 Няма Няма 3–5 300–500 5.0–6,0 Ниско Тримесечно наблюдение 1–3 500–800 4.5–5,0 Умерено Неутрализирайте с натриев хидроксид<1 800-1000 4.0-4.5 High Purify solution
Not acceptable >1,000 <4.0 Severe Change solution
Инженерство отвъд контрола на оцетната киселина
Степента на титан ще повлияе на устойчивостта на образуване на мехури. Клас 7 (стабилизиран с паладий) е 3 до 5 пъти по-толерантен към оцетна киселина, тъй като паладият катализира рекомбинацията на водорода, като по този начин намалява количеството водород, преминаващо в метала. Степен 12 осигурява средно подобрение. Образуването на мехури не се предотвратява от дебелината на стената, но дебелите стени могат да поемат повече мехури преди изтичане. Проверявайте редовно pH на разтвора. Ако pH е под 7, добавете натриев хидроксид, за да повишите pH. Допустим праг на оцетна киселина. Азотно покритие за изключване на кислород. Добавен окислител, като натриев нитрит (100 ppm), повишава прага, насърчавайки намаляването на кислорода спрямо отделянето на водород.
Разработване на добре-информирана спецификация
В случай на титанов нагревател от клас 2, нагряващ 50% натриев ацетат при 90°C, за да се предложи граница на безопасност под прага на образуване на мехури от 500 ppm, примесът на оцетна киселина трябва да се поддържа под 300 ppm. Тествайте pH веднъж седмично. Ако падне под 7, добавете 0,1 процента натриев хидроксид, за да увеличите pH. Когато оцетната киселина е по-голяма от 500 ppm, използвайте титан клас 7 или добавете окислител като 100 ppm натриев нитрит. Проверявайте за мехури по повърхността на нагревателя по време на работа на всеки 3 месеца. Ако се намери, неутрализирайте разтвора и сменете нагревателя. Инженерът трябва да поддържа нивото на примес на оцетна киселина под 500 ppm, за да предотврати образуването на водородни мехури на титаниевите нагреватели от степен 2, използвани в услугата с натриев ацетат.
