Ketika Pemanas Selubung Titanium Tingkat 7 Digunakan untuk Mempertahankan 95 derajat dalam Larutan Amonium Nitrat 40% untuk Produksi Pupuk, Bagaimana Reduksi Ion Nitrat pada Potensi Katodik -0,8 V vs. Ag/AgCl Mengubah pH Permukaan dari 7 menjadi 10 dan Mempromosikan Pembentukan Lapisan Pelindung Titanat?

Reduksi ion nitrat NO₃⁻ + H₂O + 2e⁻ → NO₂⁻ + 2OH⁻ Pada suhu 95 derajat dalam 40 % amonium nitrat dalam proteksi katodik pada −0,8 V vs. Ag/AgCl PH lokal pada permukaan titanium meningkat dari 7 menjadi 10-11 . Pada pH tinggi tersebut, titanium menciptakan lapisan pelindung natrium titanat (Na₂TiO₃) atau amonium titanat. Laju korosi berkurang dari 0,10 mm per tahun (tidak terlindungi) menjadi 0,01-0,03 mm per tahun (terlindung). Lapisan titanat stabil dan sangat melekat.

Mekanisme Pasifasi Melalui Proteksi Katodik

Cathodic current converts nitrate to nitrite and hydroxide. The hydroxide ions raise the ph. Titanium is passive at pH >9. Lapisan titanat terbentuk dengan mereaksikan TiO2 dengan alkali. Ini adalah lapisan setebal 1-5 µm yang mencegah karat lebih lanjut.

Laju korosi kuantitatif versus potensial katodik

Potensi Katodik (V vs. Ag/AgCl) pH Permukaan Laju Korosi (mm/tahun) Ketebalan Lapisan Titanat (mikron)
0 (tidak terlindungi) 7 0.08-0.15 0 -0.6 8-9 0.04-0.08 0.5-1
-0.7 9-10 0.02-0.05 1-2
-0.8 10-11 0.01-0.03 2-4
-0.9 11-12 0.005-0.015 3-5
Proteksi Katodik (CP) Secara Detail

Laju Korosi yang Diinginkan (mm/tahun) Potensi Katodik Minimum (V vs. Ag/AgCl) Umur yang Diharapkan (dinding 1,5 mm)<0.08 -0.6 15-30 years <0.05 -0.7 30-50 years <0.03 -0.8 50-100 years
Spesifikasi yang Diinformasikan

Untuk pemanas titanium dalam amonium nitrat pada suhu 95 derajat, terapkan proteksi katodik pada -0,8 V vs. Ag/AgCl untuk menaikkan pH permukaan dan membentuk lapisan pelindung titanat. Insinyur mengendalikan potensi untuk mengurangi korosi.