Ketika Pemanas Titanium Tingkat 2 Digunakan untuk Memanaskan Larutan Natrium Asetat 50% pada suhu 90 derajat, Berapa Pengotor Asam Asetat Maksimum yang Diijinkan (ppm) Sebelum Evolusi Hidrogen Memulai Melepuh?
Tinggalkan pesan
50% Natrium asetat (CH₃COONa) pada suhu 90 derajat digunakan dalam pewarnaan tekstil dan sebagai zat penyangga. Larutannya bersifat basa (pH 8-9). Pengotor asam asetat dari hidrolisis atau kontaminasi menurunkan pH. Ketika pH di bawah 5, film pasif titanium menjadi tidak stabil, dan proses katodik bergeser dari reduksi oksigen ke evolusi hidrogen. Atom hidrogen berdifusi ke dalam kisi titanium, membentuk molekul hidrogen di celah internal dan menyebabkan permukaan melepuh. Untuk menghindari pelepuhan hidrogen, pengotor asam asetat maksimum adalah 500 ppm (0,05%). Di atas tingkat ini, pH di bawah 5 dan lepuh terjadi dalam 100–500 jam.
Mekanisme pelepuhan hidrogen dalam larutan asetat
Pada basa natrium asetat proses katodik adalah reduksi oksigen dan tidak menghasilkan atom hidrogen. Asam asetat menurunkan pH: CH3COOH → CH3COO- + H+. Pada pH di bawah 5, reaksi evolusi hidrogen 2H + 2e=H menjadi menguntungkan secara termodinamika. Pada permukaan titanium, atom hidrogen antara (H) dihasilkan. Beberapa atom hidrogen bergabung kembali untuk menghasilkan gas H2, namun beberapa berdifusi ke dalam kisi titanium. Atom hidrogen berdifusi ke celah internal, inklusi, atau batas butir tempat atom-atom tersebut bergabung kembali untuk menghasilkan gas H2. Tekanan gas meningkat dan menyebabkan permukaan melepuh dan pecah.
Lepuh Kuantitatif sebagai Fungsi Konsentrasi Asam Asetat
Pengujian terkontrol menunjukkan hal berikut dalam 50% natrium asetat dengan pengotor asam asetat yang bervariasi pada 90 derajat C selama 500 jam: Pada asam asetat di bawah 100 ppm, pH-nya adalah 8,5–9,0, tidak ada pembentukan hidrogen, tidak ada lepuh, dan permukaannya cemerlang. Pada 100-300 ppm, pH 6,0-7,5, terdapat sedikit perkembangan hidrogen namun tidak terlihat lepuh yang jelas. 300-500 ppm pH 5,0-6,0 Lepuh kecil sesekali (<0.5 mm diameter) are formed after 300-500 hours Blister density 1-5 per cm2 With 500–1000 ppm the pH decreases to 4.0–5.0, severe blistering occurs (size 0.5–2 mm, density 5–20 per cm²), and blistering starts within 100–300 hours. Above 1,000 ppm, pH falls below 4.0, severe blistering develops with blister size > 2 mm, blister density > 20/cm², and blistering starts within 50–150 hours.
Pengaruh Suhu dan Kandungan Oksigen terhadap Ambang Batas Blistering
As the temperature increases the maximum allowed acetic acid drops. 70°C - Acetic acid allowable: 1,000 ppm (0.1%) 750 ppm @ 80°C. At 90°C it is 500 ppm. At 100 °C this is 300 ppm. At 110°C, it is 150ppm. The threshold is also influenced by the level of dissolved oxygen; deaerated solutions blister at lower acetic acid concentrations because the reduction of oxygen is not available to compete with the development of hydrogen. Oxygenated solutions (oxygen >5 ppm) meningkatkan asam asetat yang diizinkan sebesar 30-50%.
Panduan Pengendalian Pengotor Asam Asetat Pemanas Natrium Asetat
Tabel III Konsentrasi asam asetat maksimum yang diizinkan untuk pemanas titanium Kelas 2 dalam natrium asetat 50% pada suhu 90 derajat sebagai fungsi dari masa pakai yang diharapkan dan toleransi terhadap terik.
Masa Pakai yang Diinginkan (tahun) Asam Asetat Maksimum yang Diijinkan (ppm)Kisaran pH yang diharapkan Risiko melepuhTindakan yang Direkomendasikan5<300 >6,0 Tidak ada Tidak ada 3–5 300–500 5.0–6,0 Rendah Pantau setiap minggu 1–3 500–800 4.5–5,0 SedangNetral dengan natrium hidroksida<1 800-1,000 4.0-4.5 High Clean up solution
Not acceptable >1,000 <4.0 Severe Replace solution
Solusi Rekayasa – Melampaui Kendali Asam Asetat
Kualitas titanium berdampak pada ketahanan terhadap lepuh. Paladium yang distabilkan tingkat 7 memiliki toleransi 3–5 kali lebih tinggi terhadap asam asetat karena efek katalitik paladium pada rekombinasi hidrogen, yang mengurangi jumlah hidrogen yang diserap oleh logam. Di kelas 12, ini adalah peningkatan menengah. Dinding yang tebal tidak menghentikan lecet, tetapi dapat menyebabkan lebih banyak lecet sebelum bocor. Pantau pH larutan secara teratur; jika pH turun di bawah 7, tambahkan natrium hidroksida untuk menaikkannya. Ambang batas asam asetat yang diijinkan dapat dikurangi dengan selimut nitrogen untuk mengecualikan oksigen. Suatu oksidan, misalnya natrium nitrit (100 ppm) meningkatkan ambang batas dengan mendukung reduksi oksigen dibandingkan evolusi hidrogen.
Spesifikasi yang-terinformasi dengan baik
Untuk pemanas titanium Kelas 2 yang memanaskan 50% natrium asetat pada suhu 90 derajat, pengotor asam asetat harus dijaga pada 300 ppm untuk memberikan batas keamanan di bawah ambang batas melepuh sebesar 500 ppm. Periksa pH setiap minggu. Jika pH di bawah 7, tambahkan 0,1% natrium hidroksida untuk mengembalikan alkalinitas. Untuk aplikasi yang mencakup asam asetat di atas 500 ppm, gunakan titanium Kelas 7 atau tambahkan oksidan seperti natrium nitrit 100 ppm. Periksa permukaan pemanas apakah ada lecet setiap 3 bulan selama pengoperasian. Jika terlihat lepuh, netralkan larutan dan ganti pemanas. Insinyur mengontrol pengotor asam asetat hingga kurang dari 500 ppm untuk menghindari terik hidrogen pada pemanas titanium Kelas 2 dalam layanan natrium asetat.
