В смес от 35% метанол/вода при 65 градуса, титан от степен 2 показва равномерно изтъняване при 0,02–0,05 mm на година. Добавянето на 0,5% натриев хидроксид (NaOH) повишава рН до 10–11. При това високо pH, титановият пасивен филм става по-малко стабилен в метанол поради образуването на разтворими титанати. Корозионният механизъм се измества от равномерен към локализиран питинг, с дълбочина на вдлъбнатината от 0,2–0,8 mm на година, което е 10–20 пъти по-бързо от равномерното изтъняване. Промяната възниква, защото високото pH насърчава разтварянето на TiO₂ до образуване на титанатни йони (TiO3²⁻) в присъствието на метанол.

Механизмът на рН-индуцираното преминаване от равномерна към точкова корозия

При неутрално pH (6–7), титановият пасивен филм е стабилен в смеси метанол/вода. Филмът се разтваря равномерно с бавна скорост. При високо pH (10–11) хидроксилните йони реагират с TiO₂: TiO₂ + 2OH⁻ → TiO3²⁻ + H₂O. Титанатните йони са разтворими в смеси метанол/вода, което води до изтъняване на филма. Атаката обаче не е равномерна, тъй като пасивният филм се разрушава в слаби точки като граници на зърна или интерметални частици. След като ямата започне, високото рН вътре в ямата се поддържа и ямата се разпространява бързо.

Количествена скорост и механизъм на корозия като функция от концентрацията на NaOH

Контролирано тестване в 35% метанол/вода при 65 градуса с различна концентрация на NaOH в продължение на 500 часа установи следното за титан от клас 2. При 0% NaOH (pH 6–7) скоростта на корозия е 0,02–0,05 mm на година, механизмът е равномерен и плътността на питинга е 0 ями на cm². При 0,1% NaOH (pH 9), скоростта е 0,03–0,06 mm на година, механизмът е смесен и плътността на питинга е 1–5 ями на cm². При 0,3% NaOH (pH 10), скоростта е 0,05–0,12 mm на година, механизмът е смесен и плътността на питинг е 5–20 ями на cm². При 0,5% NaOH (pH 11), критичният праг, скоростта е 0,10–0,25 mm на година, механизмът е питинг, а плътността на питинг е 20–80 питинга на cm². При 1,0% NaOH (рН 12) скоростта е 0,20–0,50 mm на година, механизмът е тежък питинг, а плътността на питинга е 50–150 питинга на cm².

Влияние на концентрацията на метанол върху прехода на pH

pH, при което настъпва преходът от еднообразно към хлътване зависи от концентрацията на метанол. В чиста вода (0% метанол) с 0,5% NaOH (pH 11) механизмът е равномерен и скоростта на корозия е 0,08–0,15 mm на година без питинг. В 20% метанол с 0,5% NaOH механизмът се смесва и плътността на питинга е 5–15 питтинга на cm². В 35% метанол с 0,5% NaOH механизмът е питинг, а плътността е 20–80 пита на cm². В 50% метанол с 0,5% NaOH механизмът е питинг, а плътността е 30–100 пита на cm². В 70% метанол с 0,5% NaOH, механизмът е тежък питинг и плътността надвишава 50 питтинга на cm². По-високото съдържание на метанол насърчава питинг при дадено pH.

Ръководство за контрол на pH за метанол/водни нагреватели

Следващата таблица предоставя препоръки за максимално pH за поддържане на равномерна корозия за титанови нагреватели от степен 2 и степен 7 в 35% метанол/вода при 65 градуса.

Инженерство отвъд контрола на pH

Степента на титан влияе върху преходното pH. Степен 7 (паладий-стабилизиран) измества равномерния-към-питинг преход до pH 10–11, което позволява безопасна работа при 0,5% NaOH (pH 11) в 35% метанол. Степен 12 предлага средно подобрение. Дебелината на стената осигурява възможност за проникване на яма; 2,0 мм стена с хлътване при 0,2 мм на година издържа 10 години. Добавянето на вода към сместа метанол/вода намалява риска от питинг; при 50% вода (50% метанол), рН на прехода е 10,5. Наличието на хлориди в разтвора понижава рН на прехода с 1–2 единици.

Създаване на информирана спецификация

За титанов потопяем нагревател в 35% метанол/вода при 65 градуса, избягвайте добавянето на NaOH над 0,1% за степен 2 или над 0,3% за степен 7. Ако са необходими алкални условия по причини, свързани с процеса, използвайте титан степен 7 и поддържайте pH под 11. За съществуващи нагреватели, които са били изложени на 0,5% NaOH, проверете за питинг с помощта на пенетрант за багрило. Ако се установят вдлъбнатини, сменете нагревателя и намалете pH. По време на работа, следете рН ежеседмично; ако pH надвишава 9 за степен 2 или 10 за степен 7, добавете оцетна киселина, за да намалите pH. Чрез контролиране на рН под критичното ниво на преход, инженерът предотвратява преминаването от равномерно изтъняване към бързо питинг в смеси метанол/вода.