Khi sử dụng lò sưởi vỏ titan để đun sôi dung dịch natri tartrate 5% ở 103 độ, tại sao các ion titan phức hợp ion Tartrate lại ngăn chặn sự tái thụ động, dẫn đến ăn mòn đồng đều ở mức 0,2 mm mỗi năm?
Để lại lời nhắn
Trong natri tartrat 5% ở 103 độ, ion tartrat (C₄H₄O₆²⁻) là chất tạo chelat mạnh cho titan. Không giống như clorua hoặc florua gây rỗ, tartrate tạo thành phức hợp titan-tartrat hòa tan: Ti⁴⁺ + 3C₄H₄O₆²⁻ → [Ti(C₄H₄O₆)₃]⁴⁻. Sự tạo phức này loại bỏ các ion Ti⁴⁺ khỏi bề mặt khi chúng được hình thành, ngăn cản sự hình thành màng thụ động ổn định. Nếu không có màng bảo vệ, titan sẽ bị ăn mòn đồng đều ở tốc độ ổn định 0,15–0,25 mm mỗi năm và không có hiện tượng rỗ cục bộ.
Tỷ lệ ăn mòn định lượng so với nồng độ Tartrate
Ở 103 độ (sôi):
| Nồng độ Natri Tartrate (%) | Tốc độ ăn mòn (mm/năm) | Bề ngoài | Cơ chế |
|---|---|---|---|
| 0 (chỉ nước) | 0.005–0.010 | Sáng | Thụ động |
| 1 | 0.03–0.06 | khắc nhẹ | Hỗn hợp |
| 3 | 0.08–0.15 | Khắc thống nhất | Sự tạo phức |
| 5 | 0.15–0.25 | Đồng phục mờ | Phức hợp chiếm ưu thế |
| 10 | 0.20–0.35 | Đồng phục mờ | Phức tạp nặng |
Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH
| Nhiệt độ (độ) | pH | Tỷ lệ ăn mòn Tartrate 5% (mm/năm) |
|---|---|---|
| 60 | 7 | 0.04–0.08 |
| 80 | 7 | 0.08–0.15 |
| 100 | 7 | 0.15–0.25 |
| 100 | 9 | 0.10–0.18 |
| 100 | 5 | 0.20–0.35 |
Khuyến nghị kỹ thuật
Đối với dung dịch natri tartrat ở nhiệt độ cao, cơ chế ăn mòn đồng đều là cơ chế chủ đạo. Sử dụng các bức tường dày hơn (2,0–2,5 mm) để cung cấp khả năng chống ăn mòn. Titan lớp 7 không có lợi thế vì phức hợp tartrate không bị ảnh hưởng bởi paladi. Bằng cách hiểu cơ chế tạo phức của tartrate, kỹ sư chọn độ dày thành thích hợp để ăn mòn đồng đều.
