Wie verändert der pH-Wert (4,5 gegenüber . 6.5) in einem Titanrohrbündelheizer für eine 20 %ige Ammoniumnitratlösung bei 80 Grad die Passivierungsstromdichte und das Risiko von Spannungsrisskorrosion?
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Der pH-Wert der Lösung (20 %) hat großen Einfluss auf das Passivierungsverhalten von Titan in Ammoniumnitrat (NH4NO3) bei 80 Grad. Bei einem pH-Wert von 6,5 (nahezu neutral) ist der Passivfilm stabil mit einer Passivierungsstromdichte von 0,05–0,1 µA/cm² und einem geringen SCC-Risiko. Bei einem pH-Wert von 4,5 (sauer durch Hydrolyse) steigt die Passivierungsstromdichte auf 0,5 – 2 µA/cm2 und die Wahrscheinlichkeit von Spannungsrisskorrosion (SCC) steigt aufgrund der Aggression von Nitrationen bei niedrigerem pH-Wert dramatisch an.
Quantitativer Passivierungsstrom im Vergleich zum pH-Wert
Für Titan Grad 2 in 20 % NH4NO3 bei 80 °C:
pH-Passivierungsstromdichte (µA/cm2) SCC-Initiierungszeit (Stunden) SCC-Risiko
6.5 0.05-0.10 >5.000 Niedrig 6.0 0.08-0.15 3.000-5.000 Niedrig-Mittel 5.5 0.15-0.30 1.000-3.000 Mittel 5.0 0.30-0.70 500-1.500 Hoch 4.5 0.50-1.50 200-800Schweregrad 4.0 1.0–3.0 100–400Sehr schlimm, aber
Wechselwirkungseffekt von Chlorid und Nitrat
pH-Chlorid (ppm) SCC RiskSuggested Grade 6.5 0 Low Grade 2 6.5 100 Moderate Grade 2 5.5 0 Moderate Grade 2 5.5 100 High Grade 7 4.5 0 High Grade 7 4.5 100Schwere Grade 7 + Isolierung pH-Kontrollleitfaden
Operating pH Recommended actionExpected SCC Free Life ( Grade 2)6.0 None >10 Jahre
5,5–6,0 Wöchentliche pH-Überwachung 5–10 Jahre
5,0–5,5 pH-Wert mit NH4OH einstellen 3–5 Jahre
4,5–5,0 Verwendung von Ti-Klasse 7 5–8 Jahre (Ti-Klasse 7)
<4.5 Redesigning process <2 years
Empfehlung des Ingenieurwesens
Halten Sie bei Ammoniumnitrat-Anwendungen einen pH-Wert von > 5,5 für Klasse 2 oder > 5,0 für Klasse 7 ein. Fügen Sie Ammoniumhydroxid hinzu, um den Säuregehalt zu neutralisieren. Der Ingenieur verwaltet den pH-Wert, um die Passivierungsstromdichte und Spannungsrisskorrosion zu minimieren.
