Home / Encyklopedie oborových znalostí/ Obsah Když se titanový ohřívač 2. ​​stupně použije k zahřátí 50% roztoku octanu sodného na 90 stupňů, jaká je maximální přípustná nečistota kyseliny octové (ppm), než evoluce vodíku vyvolá puchýře?

Octan sodný (CH3COONa) 50% při 90 stupních, pro barvení textilu a pufr. Roztok je alkalický (pH 8–9). Hodnota pH je snížena nečistotou kyseliny octové z hydrolýzy nebo kontaminace. Při pH pod 5 se pasivní povlak titanu stává nestabilním a katodický proces se mění z redukce kyslíku na vývoj vodíku. Atomový vodík může vstupovat do titanové mřížky a vytvářet molekulární vodík ve vnitřních mezerách, což vede k tvorbě puchýřů na povrchu. Maximální obsah nečistot v kyselině octové je 500 ppm (0,05 %), aby se zabránilo tvorbě vodíkových puchýřů. Nad touto úrovní je pH<5 and blisters occur within 100–500 hours.

Vodíkové puchýře v acetátovém-mechanismu

Katodickým procesem v alkalickém octanu sodném je redukce kyslíku a nikoli tvorba atomů vodíku. Kyselina octová snižuje pH: CH₃COOH → CH₃COO⁻ + H⁺. Při pH < 5 je termodynamicky upřednostňována reakce vývoje vodíku 2H+ + 2e⁻ → H2. Atomární vodíkový meziprodukt (H) se tvoří na povrchu titanu. Část atomárního vodíku se rekombinuje na plyn H_2, ale část difunduje do titanové mřížky. Atomy vodíku difundují do vnitřních mezer, vměstků nebo hranic zrn a tam se rekombinují za vzniku plynu H_2. Zvyšuje se tlak plynu a mohou se vytvořit a prasknout povrchové puchýře.

Kvantitativní tvorba puchýřů jako funkce koncentrace kyseliny octové

Kontrolované testování v 50% octanu sodném při 90 stupních po dobu 500 hodin s proměnlivou nečistotou kyseliny octové prokázalo následující. Při kyselině octové pod 100 ppm je pH 8,5-9,0, nedochází k vývoji vodíku, bez puchýřů a povrch je lesklý. Při 100–300 ppm je pH 6,0–7,5, může dojít ke stopovému vývoji vodíku, ale žádné zjevné puchýře. 300-500 ppm 5.0-6.0 300-500 hodin Občasné drobné puchýřky (<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.

Vliv teploty a koncentrace kyslíku na práh tvorby puchýřů

S rostoucí teplotou klesá maximální přípustná kyselina octová. Povolená kyselina octová při 70 stupních je 1000 ppm (0,1 %). Při 80 stupních je to 750 ppm. 500 ppm při 90 stupních . Při 100 stupních je to 300 ppm. Je to 150 ppm při 110 stupních. Práh je také ovlivněn množstvím rozpuštěného kyslíku. Při nižších koncentracích kyseliny octové dochází v odvzdušněných roztocích k tvorbě puchýřů, protože nedochází k redukci kyslíku, která by konkurovala vývoji vodíku. Provzdušňované roztoky (O2 > 5 ppm) zvyšují povolenou kyselinu octovou o 30–50 %.

Průvodce pro kontrolu nečistot kyselinou octovou v ohřívači octanu sodného

Maximální přípustné koncentrace kyseliny octové pro titanové ohřívače Grade 2 v 50% octanu sodném při 90 stupních jsou uvedeny v následující tabulce pro různé životnosti a různé povolené puchýře.

Desired Service Life (years) Maximum Allowable Acetic Acid (ppmExpected pH range Blistering potentialRecommended Action >5 <300 >6,0 Žádná Žádná 3–5 300–500 5.0–6,0 Nízká Čtvrtletní monitorování 1–3 500–800 4.5–5,0 Střední Neutralizovat hydroxidem sodným<1 800-1000 4.0-4.5 High Purify solution
Not acceptable >1,000 <4.0 Severe Change solution
Engineering Beyond Acet Acid Control

Třída titanu ovlivní odolnost proti tvorbě puchýřů. Stupeň 7 (palladium stabilizované) je 3 až 5krát tolerantnější vůči kyselině octové, protože palladium katalyzuje rekombinaci vodíku, čímž snižuje množství vodíku vstupujícího do kovu. Stupeň 12 poskytuje středně pokročilé zlepšení. Tloušťka stěny nezabrání tvorbě puchýřů, ale silné stěny mohou před únikem pojmout více puchýřů. Pravidelně kontrolujte pH roztoku. Pokud je pH nižší než 7, přidejte hydroxid sodný ke zvýšení pH. Přípustný práh kyseliny octové . Dusíková pokrývka k vyloučení kyslíku. Přidaný oxidant, jako je dusitan sodný (100 ppm), zvyšuje práh a podporuje redukci kyslíku před vývojem vodíku.

Vypracování dobře{0}}informované specifikace

V případě titanového ohřívače 2. stupně ohřívajícího 50 % octanu sodného na 90 °C, aby byla zajištěna bezpečnostní rezerva pod prahem tvorby puchýřů 500 ppm, měla by být nečistota kyseliny octové udržována pod 300 ppm. Jednou týdně otestujte pH. Pokud klesne pod 7, přidejte 0,1 procenta hydroxidu sodného ke zvýšení pH. Pokud je obsah kyseliny octové vyšší než 500 ppm, použijte titan třídy 7 nebo přidejte oxidační činidlo, jako je 100 ppm dusitanu sodného. Každé 3 měsíce kontrolujte, zda na povrchu ohřívače během provozu nejsou puchýře. Pokud je nalezen, neutralizujte roztok a vyměňte ohřívač. Technik musí udržovat hladinu nečistot v kyselině octové pod 500 ppm, aby se zabránilo tvorbě vodíkových puchýřů u titanových ohřívačů stupně 2 používaných v provozu s octanem sodným.