Когда нагреватель с титановой оболочкой используется для кипячения 5%-ного раствора тартрата натрия при температуре 103 градуса, почему ион тартрата образует комплекс с ионами титана и предотвращает репассивацию, что приводит к равномерной коррозии со скоростью 0,2 мм в год?
Оставить сообщение
В 5% тартрате натрия при 103 градусах ион тартрата (C₄H₄O₆²⁻) является сильным хелатирующим агентом для титана. В отличие от хлорида или фторида, вызывающих точечную коррозию, тартрат образует растворимые комплексы титана-тартрата: Ti⁴⁺ + 3C₄H₄O₆²⁻ → [Ti(C₄H₄O₆)₃]⁴⁻. Это комплексообразование удаляет ионы Ti⁴⁺ с поверхности по мере их образования, предотвращая образование стабильной пассивной пленки. Без защитной пленки титан корродирует равномерно с постоянной скоростью 0,15–0,25 мм в год, без локальных питтингов.
Количественная скорость коррозии в зависимости от концентрации тартрата
При 103 градусах (кипения):
| Концентрация тартрата натрия (%) | Скорость коррозии (мм/год) | Внешний вид поверхности | Механизм |
|---|---|---|---|
| 0 (только вода) | 0.005–0.010 | Яркий | Пассивный |
| 1 | 0.03–0.06 | Легкое травление | Смешанный |
| 3 | 0.08–0.15 | Равномерное травление | Комплексообразование |
| 5 | 0.15–0.25 | Равномерный матовый | Доминирует комплексообразование |
| 10 | 0.20–0.35 | Равномерный матовый | Тяжелые комплексы |
Влияние температуры и pH
| Температура (градусы) | рН | 5% Скорость тартратной коррозии (мм/год) |
|---|---|---|
| 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 |
Инженерные рекомендации
Для растворов тартрата натрия при высокой температуре доминирующим механизмом следует считать равномерную коррозию. Используйте более толстые стенки (2,0–2,5 мм), чтобы обеспечить припуск на коррозию. Титан класса 7 не дает никаких преимуществ, поскольку палладий не влияет на тартратное комплексообразование. Понимая механизм комплексообразования тартрата, инженер выбирает подходящую толщину стенки для обеспечения равномерной коррозии.
