Natrijum acetat (CH₃COONa) u koncentraciji od 50% i 90 stepeni koristi se u bojanju tekstila i kao pufersko sredstvo. Rastvor je alkalni (pH 8-9). Nečistoća octene kiseline zbog hidrolize ili kontaminacije snižava pH. Kada pH padne ispod 5, pasivni film od titana postaje nestabilan, a katodna reakcija prelazi sa redukcije kisika na evoluciju vodika. Atomski vodonik može difundirati u rešetku titanijuma i formirati molekularni vodonik u unutrašnjim šupljinama, uzrokujući stvaranje plikova na površini. Maksimalna dozvoljena nečistoća octene kiseline za sprječavanje vodonikovih plikova je 500 ppm (0,05%). Iznad ovog nivoa, pH pada ispod 5, a plikovi se formiraju u roku od 100-500 sati.

Mehanizam stvaranja mjehurića vodonika u otopinama acetata

U alkalnom natrijum acetatu, katodna reakcija je redukcija kiseonika, koja ne proizvodi atome vodika. Sirćetna kiselina snižava pH: CH₃COOH → CH₃COO⁻ + H⁺. Pri pH ispod 5, reakcija evolucije vodonika 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ postaje termodinamički povoljna. Atomski vodikov intermedijer (H) se proizvodi na površini titanijuma. Neki atomski vodonik se rekombinuje i formira gas H₂, ali dio difundira u rešetku titana. Atomi vodika migriraju u unutrašnje šupljine, inkluzije ili granice zrna, gdje se rekombinuju da bi formirali plin H₂. Pritisak plina se povećava, uzrokujući površinske plikove koji mogu puknuti.

Kvantitativno stvaranje mjehura kao funkcija koncentracije octene kiseline

Kontrolisanim ispitivanjem u 50% natrijum acetatu sa promenljivom primesom sirćetne kiseline na 90 stepeni tokom 500 sati utvrđeno je sledeće. Pri octenoj kiselini ispod 100 ppm, pH je 8,5-9,0, ne dolazi do evolucije vodonika, ne stvaraju se plikovi, a površina ostaje svijetla. Pri 100–300 ppm, pH je 6,0–7,5, može doći do evolucije vodonika u tragovima, ali se ne pojavljuju vidljivi plikovi. Na 300–500 ppm, pH je 5,0–6,0, povremeni mali plikovi (<0.5 mm diameter) form after 300–500 hours, and the blister density is 1–5 per cm². At 500–1,000 ppm, the pH drops to 4.0–5.0, moderate blistering occurs with blister size 0.5–2 mm, blister density reaches 5–20 per cm², and blistering initiates within 100–300 hours. Above 1,000 ppm, the pH falls below 4.0, severe blistering occurs with blister size exceeding 2 mm, blister density exceeds 20 per cm², and blistering initiates within 50–150 hours.

Utjecaj temperature i nivoa kisika na prag nastanka mjehura

The maximum allowable acetic acid decreases with increasing temperature. At 70°C, the allowable acetic acid is 1,000 ppm (0.1%). At 80°C, it is 750 ppm. At 90°C, it is 500 ppm. At 100°C, it is 300 ppm. At 110°C, it is 150 ppm. Dissolved oxygen level also affects the threshold; deaerated solutions cause blistering at lower acetic acid concentrations because oxygen reduction is not available to compete with hydrogen evolution. Aerated solutions (oxygen >5 ppm) podižu dozvoljenu sirćetnu kiselinu za 30-50%.

Vodič za kontrolu nečistoća sirćetne kiseline za grijače natrijum acetata

Sljedeća tabela daje maksimalnu dozvoljenu koncentraciju sirćetne kiseline za grijače titanijuma stepena 2 u 50% natrijum acetatu na 90 stepeni, na osnovu željenog veka trajanja i tolerancije na stvaranje mjehura.

Inženjering izvan kontrole octene kiseline

Kvalitet titanijuma utiče na otpornost na stvaranje mjehura. Stepen 7 (stabiliziran paladijum-) ima 3-5 puta veću toleranciju na sirćetnu kiselinu jer paladijum katalizira rekombinaciju vodonika, smanjujući količinu vodonika koja ulazi u metal. Razred 12 nudi srednja poboljšanja. Debljina zida ne sprečava stvaranje plikova, ali debeli zidovi mogu tolerisati više plikova prije curenja. pH rastvora treba pratiti nedeljno; ako pH padne ispod 7, dodajte natrijum hidroksid da ga podignete. Pokrivanje dušikom kako bi se isključio kisik smanjuje dopušteni prag octene kiseline. Dodavanje oksidansa kao što je natrijev nitrit (100 ppm) podiže prag promicanjem redukcije kisika u odnosu na evoluciju vodika.

Izrada informirane specifikacije

Za grejač od titanijuma stepena 2 koji se koristi za zagrevanje 50% natrijum acetata na 90 stepeni, održavajte nečistoću sirćetne kiseline ispod 300 ppm da biste obezbedili sigurnosnu marginu ispod praga stvaranja plikova od 500 ppm. Pratite pH svake nedelje; ako pH padne ispod 7, dodajte 0,1% natrijum hidroksida da vratite alkalnost. Za primjene gdje nivoi octene kiseline prelaze 500 ppm, navedite titanijum 7. razreda ili dodajte oksidans kao što je 100 ppm natrijum nitrita. Tokom rada, pregledajte površinu grijača na plikove svaka 3 mjeseca; ako se pronađu plikovi, neutralizirajte otopinu i zamijenite grijač. Kontrolisanjem nečistoća sirćetne kiseline ispod 500 ppm, inženjer sprečava stvaranje vodonika kod grijača od titanijuma stepena 2 u upotrebi natrijum acetata.