When a Titanium Immersion Heater Is Installed in a 10% Sodium Metasilicate Solution at 80°C, Why Does the Silicate Ion Form a Protective, Non-Porous Film Only at pH >11, ak Kisa k ap pase nan pH 9?

Nan solisyon metasilikat sodyòm (Na₂SiO₃) nan 80 degre, iyon silikat polymerize sou sifas Titàn. Nan valè pH ki pi wo a 11, yon fim pwoteksyon kontinyèl, ki pa -pore, ki gen 0.5–2 µm epesè apati silikat la. Nan pH 9, kouch la se pore, fraktire ak pa -pwoteksyon epi li pèmèt pénétration nan klori oswa lòt espès agresif ak pitting. Diferans lan se akòz eta polymérisation iyon silikat yo. Nan pH segondè, silikat rive kòm iyon monomerik SiO₄⁴⁻, ki kreye yon kouch glasye dans. Nan pH ki ba, silikat la polymerizes bay chenn koloidal ki bay yon estrikti ki fraktire pore.

Mekanis pH-Fòmasyon Fim Silikat Depandan

The polymerization of silicate ions SiO4 4- + H2O HSiO4 3- + OH- At high pH (>11) ekilib la deplase nan iyon monomerik ki depoze kòm yon kouch epè silica amorphe. Nan pH 9-10 iyon yo polymerize nan estrikti ki sanble ak chèn ki bati yon rezo pore. Fim nan itilize tou iyon sodyòm pou kreye yon vè silikat sodyòm. Kapasite nan pwoteksyon defini pa dansite nan fim nan ak absans la nan microcracks.

Kalite Fim Kantitatif kòm yon Fonksyon pH.

Sa ki annapre yo te etabli pou Titàn Klas 2 pa tès kontwole nan 10% Na2SiO3 nan 80 degre pou 500 èdtan: Nan pH 8 epesè fim nan se 0.1-0.3 µm, porosite fim nan se konsiderab, to a korozyon se 0.15-0.30 mm pou chak ane ak twou a egziste. Nan pH 9, epesè se 0.2-0.5 µm, porosite se wo, to korozyon se 0.08-0.20 mm pou chak ane, ak pitting se okazyonèl. Nan pH 10, epesè a se 0.5-1.0 µm, porosite a modere, to a korozyon 0.04-0.10 mm / ane ak pitting ra. Nan pH 11, epesè a se 1.0-1.5 µm, porosite se minim, to korozyon se 0.02-0.05 mm / ane ak pitting se absan. Epesè a se 1.5-2.5 μm, porosite a trè ba, to a korozyon se 0.01-0.03 mm / ane epi pa gen okenn pitting rive nan pH 12. Nan pH 13, epesè a se 2.0-3.0 μm, porosite a se trè ba, to a korozyon se 0.005-0.0.

Efè Tanperati sou egzijans pH

PH kritik pou fim pwoteksyon an depann sou tanperati a. PH minimòm lan se 10.5 nan 60 o C pandan pH sijere a se 11.0. Nan 80 degre, minimòm lan se 11.0 ak rekòmande 11.5. Minimòm lan se 11.5 nan 100 degre ak sijere a se 12.0. Minimòm lan se 12.0 ak rekòmande a se 12.5 nan 120 degre C. pi gwo tanperati favorize silikat polymérisation e konsa mande pou pi gwo pH pou kenbe silikat nan fòm monomerik.

Sodyòm Metasilicate Sèvis Gid kontwòl pH

Tablo ki anba a se yon gid pou kontwòl pH pou kenbe yon fim pwoteksyon silikat sou Klas 2 aparèy chofaj Titàn nan 10% metasilicate sodyòm nan 80 degre.

pH of Operation Film Quality Corrosion Rate (mm/year)Pitting Risk Recommended Action >11 Pwoteksyon<0.05 None None 10–11 Marginal 0.05–0.10 Low Increase pH with NaOH 9–10 Poor, porous 0.10–0.20 Moderate Add NaOH to increase to >11 8–9 Non-pwoteksyon 0.15–0.30 Segondè Redesign solisyon<8 Unstable >0.30 Grav Pa akseptab
Jeni sou kontwòl pH

Se pH ki nesesè yo dikte pa klas la Titàn. Klas 7 (palladyòm-estabilize) jenere yon kouch silikat pwoteksyon nan pH 10.5 a 11.0, yon ti jan pi ba pase Klas 2. Klas 2 se menm jan ak Klas 12. Epesè mi ofri yon alokasyon korozyon si fim nan pa absoliman pwoteksyon. Fòmasyon fim nan enfliyanse pa kontni an silikat . 5% Na 2 SiO 3 mande pou yon pH 11.5. Nan 15% Na2SiO3 pH ki nesesè se 10.5. Klorur (ki soti nan enpurte) ogmante egzijans pH la pa 0.5 a 1.0 inite pH. Yo ta dwe itilize yon mèt pH kalibre pou pH segondè pou kontwole solisyon an.

Fè yon Spec ak Konesans

Ajoute idroksid sodyòm pou kenbe pH pi wo a 11.0 pou yon aparèy chofaj imèsyon Titàn nan 10% metasilikat sodyòm nan 80 degre. Enstale yon kontwolè pH ak alam nan 10.8 ak bloke nan 10.5. Ajoute NaOH nan sistèm ki egziste deja ak pH anba a 11 pou elve pH la a 11.5. Si pH pa ka ogmante, sèvi ak Titàn Klas 7 oswa bese tanperati a a 60 degre. Tcheke pou pitting sou sifas aparèy chofaj pandan operasyon an. Imedyatman ogmante pH si yo wè twou. Enjenyè a kenbe pH ki pi wo a 11 pou devlope yon kouch silikat ki pa -pore ki pwoteje sou Titàn.