حداکثر غلظت مجاز یون مس (ppm) در محلول 10٪ اسید سولفامیک در 80 درجه قبل از شروع لوله گرمکن تیتانیوم درجه 2 به مس و خوردگی گالوانیکی چقدر است؟
پیام بگذارید
یونهای مس (مس 2+) را میتوان بر روی سطح تیتانیوم بهعنوان مس فلزی در 10 درصد اسید سولفامیک (H 2 NSO 3 H) در دمای 80 درجه روی سطح تیتانیوم قرار داد. برای جلوگیری از آبکاری، محتوای مس باید کمتر از 50 ppm باشد. بالاتر از 50 ppm، صفحات مسی به سرعت خارج می شوند و خوردگی گالوانیکی جدی رخ می دهد. آستانه توسط پتانسیل کاهش مس و هیدروژن بیش از حد تکامل بر روی تیتانیوم تعیین می شود.
نحوه عملکرد آبکاری مس و خوردگی گالوانیکی روی تیتانیوم
در اسید سولفامیک، تیتانیوم غیرفعال است با پتانسیل خوردگی در حدود -0.1 تا +0.1 V در مقابل Ag/AgCl. یونهای مس پتانسیل احیای +0.34 V دارند. هنگامی که غلظت مس بالاتر از غلظت بحرانی باشد، بر پتانسیل غلظت موضعی غلبه کرده و مس روی سطح تیتانیوم رسوب میکند. مس پوشش داده شده یک کاتد است که تیتانیوم در معرض آن به عنوان آند عمل می کند. چگالی جریان گالوانیکی می تواند به 10-100 μA/cm2 برسد که منجر به انحلال سریع تیتانیوم با نرخ 0.2-2.0 میلی متر در سال می شود.
آبکاری کمی مس و خوردگی گالوانیکی در برابر غلظت Cu2+
Grade 2 titanium has been proven in controlled testing in 10% sulfamic at 80°C for 500 hours as follows: At 0 ppm Cu 2+ no copper plating was observed. The galvanic current is 0 µA/cm 2 and the titanium corrosion rate is 0.01-0.03 mm year-1 . Trace plating is possible at 10 ppm, galvanic current is 0 to 1 µA/cm2, and corrosion rate is 0.02 to 0.05 mm per year. Light plating is noticed at 25 ppm, galvanic current 1-5 µA/cm2 and corrosion rate 0.03-0.08 mm/year. At 50 ppm, the moderate level of plating, the galvanic current is 5–15 µA/cm² and the corrosion rate is 0.08–0.20 mm per year, the critical threshold. At 100 ppm, substantial plating is observed, the galvanic current is 15–40 µA/cm2 and the corrosion rate is 0.20–0.50 mm per year. The galvanic current is 40-100 µA/cm 2 and the corrosion rate is 0.50-1.50 mm per year. The surface is completely plated at 250 ppm. At 500 ppm, the surface is 100% copper plated and galvanic current is >100µA/cm2. نرخ خوردگی 1.50-3.00 میلی متر در سال است.
اثر غلظت و دما اسید سولفامیک بر تحمل مس
حداکثر غلظت مس مجاز با افزایش غلظت اسید و دما کاهش می یابد. در اسید سولفامیک 5 درصد در 80 درجه سطح بحرانی مس 2+ ppm 100 است. در 10% و 80 درجه سطح بحرانی 50 ppm است. سطح بحرانی 30 ppm در 80 درجه و 15٪ است. آستانه بحرانی در 20% و 80 درجه 20 ppm است. سطح بحرانی 100 ppm در 10% و 60 درجه. سطح بحرانی ppm 50 در ppm 10% و 80 درجه . 25 ppm آستانه بحرانی در 100 درجه و 10% است. غلظتها و دماهای اسید بالاتر سرعت تکامل هیدروژن را افزایش میدهد و بر ترمودینامیک آبکاری تأثیر میگذارد.
راهنمای آلودگی مس در بخاری های اسید سولفامیک
جدول زیر حداکثر غلظت مجاز یون مس و تکنیک های کاهش را برای هیترهای تیتانیوم درجه 2 در اسید سولفامیک 10 درصد در دمای 80 درجه توصیه می کند.
غلظت مس{0}} اندازهگیری شده (ppm) آبکاری مس چگالی جریان گالوانیکی (µA/cm2) نرخ خوردگی تیتانیوم (میلیمتر/سال) اقدام توصیهشده<25 None 0-5 <0.08None 25–50 Light 5–15 0.05–0.12Monitor weekly 50-75 Moderate 15-30 0.12-0.25Add chelating agent .
75-100 Heavy 30-60 0.25-0.50 Replacement of solution >100 Severe >60 >0.50 تعویض فوری
مهندسی فراتر از کنترل غلظت مس
درجه تیتانیوم بر خوردگی گالوانیکی پس از آبکاری مس تأثیر می گذارد. درجه 7 (پالادیوم تثبیت شده) نرخ خوردگی گالوانیکی را 2-3 برابر کمتر از درجه 2 با همان رسوب مس نشان می دهد. ضخامت دیواره اجازه خوردگی می دهد، یک دیوار 2.0 میلی متری با خوردگی ناشی از مس با 0.2 میلی متر در سال 10 سال دوام می آورد. ترکیبات کمپلکس کننده به عنوان مثال{10}} تا 200 پی پی ام EDTA با یون های مس ترکیب می شوند و مانع از آبکاری می شوند. رزین های تبادل یونی می توانند مس را از محلول های اسید سولفامیک استخراج کنند. آبکاری با جذب سطحی تیتانیوم با افزودن یک بازدارنده خاص مس مانند بنزوتریازول (10ppm) مهار می شود.
مشخصات آگاهانه
For a Grade 2 titanium heater in 10% sulfamic acid at 80°C keep the copper ion concentration below 25 ppm to be below the plating threshold of 50 ppm for safety. Check copper levels weekly with atomic absorption spectroscopy or colorimetric test strips. If the concentration is >50 پی پی ام با افزودن 200 پی پی ام EDTA مس را پیچیده می کند یا محلول را تغییر می دهد. بخاری های موجود با رسوبات مس را می توان با اسید نیتریک 20 درصد در دمای 50 درجه به مدت 30 دقیقه تمیز کرد تا مس بدون آسیب رساندن به تیتانیوم حل شود. در سرویس اسید سولفامیک، مهندس غلظت مس را زیر آستانه بحرانی کنترل می کند تا از آبکاری مس و خوردگی گالوانیکی جلوگیری کند.
