صفحه اصلی / دایره المعارف دانش صنعت / محتوا هنگامی که از یک هیتر تیتانیوم درجه 2 برای گرم کردن محلول استات سدیم 50 درصد در دمای 90 درجه استفاده می شود، حداکثر ناخالصی اسید استیک (ppm) قبل از اینکه تکامل هیدروژن شروع به ایجاد تاول کند چقدر است؟

استات سدیم (CH3COONa) 50% در 90 درجه، برای رنگرزی و بافر منسوجات. محلول قلیایی است (PH 8-9). pH توسط ناخالصی اسید استیک ناشی از هیدرولیز یا آلودگی کاهش می یابد. در pH کمتر از 5، پوشش غیرفعال تیتانیوم ناپایدار می شود و فرآیند کاتدی از کاهش اکسیژن به تکامل هیدروژن تغییر می کند. هیدروژن اتمی ممکن است وارد شبکه تیتانیوم شود و هیدروژن مولکولی را در شکاف های داخلی ایجاد کند که منجر به ایجاد تاول در سطح شود. حداکثر ناخالصی اسید استیک 500 ppm (0.05٪) برای جلوگیری از تاول هیدروژنی است. PH بالاتر از این سطح است<5 and blisters occur within 100–500 hours.

تاول‌های هیدروژنی در محلول‌های استات-مکانیسم

فرآیند کاتدی در استات سدیم قلیایی، احیای اکسیژن است و نه تشکیل اتم های هیدروژن. اسید استیک pH را کاهش می دهد: CH3COOH → CH3COO- + H+. در pH <5، واکنش تکامل هیدروژن 2H+ + 2e-→ H2 از نظر ترمودینامیکی مورد علاقه است. واسطه هیدروژن اتمی (H) در سطح تیتانیوم تشکیل می شود. مقداری هیدروژن اتمی به گاز H_2 بازترکیب می شود اما بخشی از آن در شبکه تیتانیوم منتشر می شود. اتم های هیدروژن به شکاف های داخلی، آخال ها یا مرزهای دانه منتشر می شوند و در آنجا برای تولید گاز H_2 دوباره ترکیب می شوند. فشار گاز افزایش می یابد و ممکن است تاول های سطحی تشکیل شده و بترکانند.

تاول زدن کمی به عنوان تابعی از غلظت اسید استیک

آزمایش کنترل شده در 50% استات سدیم در دمای 90 درجه به مدت 500 ساعت با ناخالصی اسید استیک متغیر موارد زیر را مشخص کرده است. در اسید استیک کمتر از ppm 100، pH 8.5-9.0 است، هیچ تکامل هیدروژنی، بدون تاول و سطح روشن است. در pH 100-300 pH 6.0-7.5 است، ممکن است اثری از تکامل هیدروژن رخ دهد اما تاول آشکاری وجود نداشته باشد. 300-500 ppm 5.0-6.0 300-500 ساعت تاول های کوچک گاه به گاه (<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.

اثر دما و غلظت اکسیژن بر آستانه تاول زدن

حداکثر اسید استیک مجاز با افزایش دما کاهش می یابد. اسید استیک مجاز در دمای 70 درجه 1000 ppm (0.1%) است. در 80 درجه 750 ppm. 500 در 90 درجه است. در 100 درجه 300ppm است. 150 ppm در 110 درجه است. آستانه نیز تحت تأثیر مقدار اکسیژن محلول است. در غلظت‌های پایین‌تر اسید استیک، تاول‌زایی در محلول‌های هوادهی‌شده رخ می‌دهد، زیرا کاهش اکسیژن برای رقابت با تکامل هیدروژن وجود ندارد. محلول های هوادهی شده (O2 > 5ppm) اسید استیک مجاز را 30 تا 50 درصد افزایش می دهند.

راهنمای کنترل ناخالصی اسید استیک در بخاری استات سدیم

حداکثر غلظت مجاز اسید استیک برای هیترهای تیتانیوم درجه 2 در استات سدیم 50 درصد در دمای 90 درجه در جدول زیر برای عمر مفید مختلف و تاول زدن های مجاز مختلف نشان داده شده است.

Desired Service Life (years) Maximum Allowable Acetic Acid (ppmExpected pH range Blistering potentialRecommended Action >5 <300 >6.0 هیچکدام 3–5 300–500 5.0–6.0 پایش سه ماهه پایین 1–3 500–800 4.5–5.0 متوسط ​​خنثی کردن با هیدروکسید سدیم<1 800-1000 4.0-4.5 High Purify solution
Not acceptable >1,000 <4.0 Severe Change solution
مهندسی فراتر از کنترل اسید استیک

درجه تیتانیوم بر مقاومت در برابر تاول تأثیر می گذارد. درجه 7 (تثبیت شده با پالادیوم) 3 تا 5 برابر بیشتر در برابر اسید استیک متحمل است زیرا پالادیوم نوترکیب هیدروژن را کاتالیز می کند و در نتیجه مقدار هیدروژن ورودی به فلز را کاهش می دهد. درجه 12 بهبود متوسطی را ارائه می دهد. با ضخامت دیواره از ایجاد تاول جلوگیری نمی شود، با این حال دیواره های ضخیم می توانند تاول های بیشتری را قبل از نشت ایجاد کنند. PH محلول را به طور مرتب چک کنید. اگر PH زیر 7 است، هیدروکسید سدیم را اضافه کنید تا PH افزایش یابد. آستانه اسید استیک مجاز است. پوشش نیتروژن برای جلوگیری از اکسیژن. یک اکسیدان مانند نیتریت سدیم (100 پی پی ام) اضافه شده، آستانه را افزایش می دهد و باعث کاهش اکسیژن نسبت به تکامل هیدروژن می شود.

توسعه مشخصات{0}خوب آگاهانه

در مورد گرمکن تیتانیوم درجه 2 که 50% استات سدیم را در دمای 90 درجه سانتیگراد گرم می کند، برای ارائه حاشیه ایمنی زیر آستانه تاول زدن 500 ppm، ناخالصی اسید استیک باید زیر 300 ppm نگه داشته شود. هفته ای یکبار PH را تست کنید. اگر به زیر 7 رسید، 0.1 درصد هیدروکسید سدیم اضافه کنید تا PH افزایش یابد. در جایی که اسید استیک بیشتر از 500 پی پی ام است، از تیتانیوم درجه 7 استفاده کنید یا یک اکسید کننده مانند 100 پی پی ام نیتریت سدیم اضافه کنید. در حین کار هر 3 ماه یکبار تاول روی سطح بخاری را بررسی کنید. اگر پیدا شد، محلول را خنثی کنید و بخاری را تعویض کنید. مهندس باید سطح ناخالصی اسید استیک را زیر 500 ppm نگه دارد تا از تاول زدن هیدروژنی بخاری های تیتانیوم درجه 2 که در سرویس استات سدیم استفاده می شود جلوگیری کند.