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 va pH 9 da nima sodir bo'ladi?
Xabar QOLDIRISH
Natriy metasilikat (Na₂SiO₃) eritmalarida 80 daraja haroratda silikat ionlari titanium yuzalarida polimerlanadi. 11 dan yuqori pH qiymatlarida silikatdan 0,5–2 mkm qalinlikdagi doimiy-g'ovak bo'lmagan, himoya plyonkasi hosil bo'ladi. pH 9 da, qoplama g'ovakli, singan va himoya qilmaydi-va xlorid yoki boshqa tajovuzkor turlarning kirib borishi va chuqurchalar paydo bo'lishiga imkon beradi. Mos kelmaslik silikat ionlarining polimerizatsiya holatiga bog'liq. Yuqori pH da silikat monomerik SiO₄⁴⁻ ionlari shaklida paydo bo'lib, zich shishasimon qatlam hosil qiladi. Past pH da silikat polimerlanadi va kolloid zanjirlar hosil qiladi, bu esa g'ovakli singan tuzilishni beradi.
pH-bog'liq silikat plyonka hosil bo'lish mexanizmi
The polymerization of silicate ions SiO4 4- + H2O HSiO4 3- + OH- At high pH (>11) muvozanat qalin amorf kremniy qatlami sifatida cho'kadigan monomer ionlariga o'tadi. pH 9-10 da ionlar polimerizatsiyalanib, zanjirsimon tuzilmalarga aylanadi, ular gözenekli tarmoq hosil qiladi. Film shuningdek, natriy silikat oynasini yaratish uchun natriy ionlaridan foydalanadi. Himoya qilish qobiliyati filmning zichligi va mikro yoriqlar yo'qligi bilan belgilanadi.
Filmning miqdoriy sifati pH funktsiyasi sifatida.
2-darajali titan uchun 10% Na2SiO3 80 gradusda 500 soat davomida nazorat ostida sinovdan o'tkazish uchun quyidagilar o'rnatildi: pH 8 da plyonka qalinligi 0,1-0,3 mkm, plyonkaning g'ovakligi sezilarli, korroziya tezligi yiliga 0,15-0,30 mm. pH 9 da qalinligi 0,2–0,5 mkm, g‘ovakligi yuqori, korroziya tezligi yiliga 0,08–0,20 mm, chuqurchalar vaqti-vaqti bilan bo‘ladi. PH 10 da qalinligi 0,5-1,0 mkm, g'ovakligi o'rtacha, korroziya tezligi yiliga 0,04-0,10 mm va chuqurchalar kam uchraydi. PH 11 da qalinligi 1,0-1,5 mkm, g'ovakligi minimal, korroziya tezligi yiliga 0,02-0,05 mm va chuqurlik yo'q. Qalinligi 1,5-2,5 mkm, g'ovakligi juda past, korroziya tezligi 0,01-0,03 mm/yil va pH 12 da chuqurchalar paydo bo'lmaydi. PH 13 da qalinligi 2,0-3,0 mkm, g'ovakligi juda past, korroziya darajasi 0,010 mm/yilda kuzatilmaydi va pitting yo'q - 0,01 mm/yil.
Haroratning pH talabiga ta'siri
Himoya plyonkasi uchun muhim pH haroratga bog'liq. Minimal pH 60 o C da 10,5, tavsiya etilgan pH esa 11,0. 80 daraja, minimal 11,0 va tavsiya etilgan 11,5. Minimal 100 gradusda 11,5 va tavsiya etilgan 12,0. Minimal 12,0 va tavsiya etilgan 12,5 120 ° C da. Yuqori haroratlar silikat polimerizatsiyasini qo'llab-quvvatlaydi va shuning uchun silikatlarni monomerik shaklda saqlash uchun katta pH talab qiladi.
Natriy metasilikat xizmati pH nazorati bo'yicha qo'llanma
Quyidagi jadval 2-darajali titaniumli isitgichlarda 10% natriy metasilikatida 80 daraja haroratda himoya silikat plyonkasini saqlash uchun pH nazorati bo'yicha qo'llanma.
pH of Operation Film Quality Corrosion Rate (mm/year)Pitting Risk Recommended Action >11 Himoya<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 Himoyasiz{2}}0,15–0,30 Yuqori qayta dizayn yechimi<8 Unstable >0,30 Og'ir Qabul qilinmaydi
PH nazorati ustidan muhandislik
Kerakli pH titanium darajasi bilan belgilanadi. 7-sinf (barqarorlangan palladiy) pH 10,5 dan 11,0 gacha, 2-darajadan biroz pastroq bo'lgan himoya silikat qoplamasini hosil qiladi. 2-darajasi 12-daraja bilan bir xil. Agar plyonka to'liq himoyalanmagan bo'lsa, devor qalinligi korroziyaga qarshi ruxsat beradi. Qatlamning shakllanishiga Na 2 SiO 3 ning . 5% silikat miqdori ta'sir qiladi, pH 11,5 ni talab qiladi. 15% Na2SiO3 da talab qilinadigan pH 10,5 ni tashkil qiladi. Xloridlar (ifloslardan) pH talabini 0,5 dan 1,0 pH birligiga oshiradi. Eritmani kuzatish uchun yuqori pH uchun sozlangan pH metrdan foydalanish kerak.
Bilim bilan spesifika yaratish
10% natriy metasilikatidagi titaniumli suv isitgichi uchun pH ni 11,0 dan yuqori ushlab turish uchun natriy gidroksid qo'shing. Signal 10,8 va blokirovkalash 10,5 bo'lgan pH tekshirgichni o'rnating. pH ni 11,5 ga ko'tarish uchun pH 11 dan past bo'lgan mavjud tizimlarga NaOH qo'shing. Agar pHni oshirib bo'lmasa, 7-darajali titandan foydalaning yoki haroratni 60 darajaga tushiring. Ish paytida isitgich yuzasida chuqurchalar mavjudligini tekshiring. Agar chuqurchalar paydo bo'lsa, darhol pH ni oshiring. Muhandis titan ustidan himoya,{14}}g'ovak bo'lmagan silikat qoplamasini yaratish uchun pH ni 11 dan yuqori ushlab turadi.
