Conas a Dhéanann Láithreacht ian Copar (100 ppm) in Aigéad Sulfarach 10% ag 80 céim difear d'Éifeachtúlacht Chosanta Cathodach Cornaí Téamh Tíotáiniam?

De ghnáth bíonn gá le cornaí téimh tíotáiniam in aigéad sulfarach caol (10% H2SO4) ag 80 céim cosaint cathodach nó cóimhiotal le Pallaidiam (Grád 7) chun fanacht éighníomhach. Tá tíotáiniam Grád 2 creimthe go gníomhach ag rátaí 1-5 mm in aghaidh na bliana i H2SO4 10% deaerated, gan chosaint. Is modh coitianta é cosaint cornaí tíotáiniam trí chúpláil gal le miotail níos uasal (cosúil le platanam, óir nó Pallaidiam féin) chun an poitéinseal tíotáiniam a aistriú isteach sa réigiún éighníomhach. Mar sin féin, i dtuaslagáin thionsclaíocha d'aigéad sulfarach, is minic a bhíonn eisíontais mhiotalacha a eascraíonn as próisis in aghaidh an tsrutha, go háirithe iain chopair ó ghníomhaíochtaí bruithnithe copair, leictreascagtha nó picilte. I láthair na hiain copair 100 ppm, tá an próiseas cosanta cathodic athrú go hiomlán. Pléann an t-alt éifeacht na n-ian copair ar iompar leictriceimiceach tíotáiniam in aigéad sulfarach agus éifeachtúlacht cosanta cathodic.

Meicníocht Chosanta Cathodach (Gnáth)
Tá an poitéinseal creimthe gníomhach do tíotáiniam Grád 2 i 10% H₂SO₄ deaerated ag 80 céim idir -500 go -400 mV vs. SCE. Anseo, déantar tíotáiniam a thuaslagadh go gníomhach agus tá an ráta creimthe á rialú ag an imoibriú éabhlóid hidrigine: 2H+ + 2e- → H2. Tá dlús reatha an tsrutha malairte ar tíotáiniam le haghaidh éabhlóid hidrigine beag, agus mar sin tá an ráta creimeadh gníomhach measartha (1-5 mm / bliain).

Feidhmíonn cosaint cathodach trí nascadh le miotal uasal (eg stiall ghearr platanam atá táthaithe ar an gcorna tíotáiniam) mar a leanas: tá dlús sruth malartaithe i bhfad níos mó ag platanam le haghaidh éabhlóid hidrigine. Téann an chuid is mó den sruth cathodic (éabhlóid hidrigine) tríd an dromchla platanam, ag polarú tíotáiniam sa treo uasal. Má tá an acmhainneacht tíotáiniam thuas thart ar -200 mV vs SCE, tá tíotáiniam sa réigiún éighníomhach agus tá an ráta creimeadh níos lú ná 0.01 mm in aghaidh na bliana. Is é seo prionsabal tíotáiniam Grád 7 ina soláthraíonn oileáin Pallaidiam atá leabaithe sa dromchla an éifeacht chéanna gan cúpláil seachtrach.

Tionchar na nIain Copair ar an gCóras
I dtuaslagán d'aigéad sulfarach, cruthóidh iain chopair (Cu2+) imoibriú catodach breise: Cu2+ + 2e- → Cu0 Is é +0.34 V vs SHE (+0.10 V vs. SCE) an gnáthphoitéinseal laghdaithe don imoibriú seo agus tá sé i bhfad níos airde ná an acmhainneacht d'éabhlóid hidrigine. Cibé áit a bhfuil iain chopair ar fáil, is féidir leo plátaí a dhéanamh mar chopar miotalach ar aon dromchla a bhfuil poitéinseal acu faoi bhun an acmhainneacht laghdaithe copair, fiú tíotáiniam.

Nuair a bhíonn an dromchla tíotáiniam brataithe le sraith de chopar miotalach, tarlaíonn modhnuithe éagsúla. Ar dtús, feidhmíonn an taisce copair féin mar shuíomh cathodach, cosúil le platanam ach nach bhfuil chomh héifeachtach. Sa dara háit, cruthaíonn an taisce copair lánúin ghalbhánuithe leis an tíotáiniam bhunúsach: tá copar cathodic go tíotáiniam in aigéad sulfarach, mar sin déantar an tíotáiniam anóid agus de rogha air creimeann sé feadh imill na taiscí copair. Sa tríú háit, is féidir leis an taisce copair bac a chur ar na suíomhanna cathodacha miotail uasal (platanam nó Pallaidiam) atá ag teastáil agus iad a dhéanamh neamhoibríoch.

Plátaí copair ar tíotáiniam ag féidearthachtaí<~+50 mV vs. SCE in 10% H₂SO₄ at 80°C with 100 ppm Cu²⁺. The target passive potential for titanium is approximately -200 to 0 mV vs. SCE. So, the titanium is in the copper plating region. In hours to days a noticeable copper deposit forms on the titanium surface.

Éifeachtúlacht na Cosanta Cathodic i Láithreacht Copar
Léiríonn tástálacha a úsáideann cornaí tíotáiniam Grád 2 atá nasctha le cosantóir cathodach platanam i 10% H₂SO₄ + 100 ppm Cu²⁺ ag 80 céim nach féidir le cosaint chatóideach éighníomhach a chaomhnú:

In éagmais copair cobhsaíonn an poitéinseal cúpláilte idir -100 agus 0 mV vs. SCE agus fanann tíotáiniam éighníomhach. Tá an ráta creimeadh níos lú ná 0.01 mm in aghaidh na bliana.

Ag 100 ppm Cu2+ plátaí copair isteach ar an dromchla tíotáiniam laistigh de 24-48 uair an chloig. Aistrítear an poitéinseal measctha go -50 go +50 mV in aghaidh SCE. Is cosúil go bhfuil tíotáiniam éighníomhach ar dtús, áfach, faoi thaiscí copair cruthaítear coinníollacha atá cosúil le scoilte. Tar éis 200-500 uair an chloig tosaíonn pitting ar imeall na taiscí copair. Is iad na rátaí fáis pit ná 0.3-0.8 mm/bliain agus tarlaíonn polladh feadáin 1.65 mm i 2-5 bliana.

Tá an láithreán cathodach platanam féin brataithe le copar agus ní bhíonn sé chomh héifeachtach. Má chlúdaíonn an taisce copair an chuid is mó den dromchla, laghdóidh an sruth cathodach iomlán agus sruthóidh an poitéinseal tíotáiniam isteach sa réigiún gníomhach toisc go dtéann éabhlóid hidrigine ar aghaidh níos moille ar chopar ná ar platanam.

Comparáid idir cóimhiotail tíotáiniam le copar
Iompar Modh Cosanta Cóimhiotail i 10% H2SO4 + 100 ppm Cu2+ ag Réise Saoil an Ráta Creimthe 80 céim (1.65 mm)
Grád 2 Creimeadh gníomhach gan chosaint (ní gá éifeacht copair)<1 year 2-4 mm/yr
Grád 2 Platanam nasctha (CP seachtrach) Plátaí copair, ag caitheamh faoi thaiscí 0.3-0.8 mm / bliain 2-5 bliana
Grád 7 (0.15% Pd) Láithreacha Intreacha Pd Plátaí copair, ach tá suíomhanna Pd fós gníomhach 0.05-0.15 mm/bliain 5-10 mbliana
Grád 7 le dromchla réidh Dromchla réidh + greamaitheacht copair intreach PdLaghdaithe, feidhmíocht fheabhsaithe 0.03-0.08 mm / bliain 8-12 bliain
Grád 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) Níl Pd, plátaí copair éighníomhacha Mo-Ni, ach níos lú pitting ná Grád 2 0.10-0.25 mm/bliain 4-7 mbliana
Tactics Maolaithe
Mura féidir hiain chopair a bhaint as an sruth aigéad sulfarach, feabhsóidh na nósanna imeachta seo a leanas saol téitheoir tíotáiniam:

Úsáid tíotáiniam Grád 7: Tá na suíomhanna pallaidiam dáilte níos láidre i gcoinne díghníomhaithe plating copair ná catóid platanam seachtrach amháin. Tá sciath copair ann, ach toisc go bhfuil na suíomhanna Pd beag (scála micriméadar) agus go bhfuil na bratuithe copair scagach, tá roinnt suíomhanna Pd fós faoi lé.

Glanadh aigéad tréimhsiúil: Baintear taiscí copair trí maos ar feadh 30 nóiméad in aigéad nítreach 20% ag 50 céim gach 1-3 mhí. Baineann sé seo an dromchla tíotáiniam agus athghníomhaíonn sé suíomhanna cathodacha.

Méadú ar thiús na mballaí: Bain úsáid as feadáin le ballaí 2.0-2.5 mm chun ligean do chreimeadh creimthe. Bheadh ​​2.5 mm ag teastáil le ráta treá pit de 0.5 mm/bliain chun saolré 5 bliana a bhaint amach.

Cuir gníomhaire ocsaídiúcháin leis: Cuir 50-100 ppm iain ferric (Fe³⁺) nó sárocsaíd hidrigine leis chun an cumas réitigh a mhéadú thar an raon plating copair. Cuireann sé seo stop le sil-leagan copair, cé go bhféadfadh sé nach bhfuil sé ag luí le nósanna imeachta iartheachtacha.

Copar-Maitrís Feidhmchláir Aigéad Sulfarach éillithe
Ábhar copair Teocht aigéid Grád tíotáiniam a mholtar Bearta eile a bhfuiltear ag súil le Saol Téitheoir (1.65 mm)<10 ppm Cu2+ 80°C Grade 7 (or Grade 2 with Pt CP) None >10 mbliana
10-50 ppm Cu2+ 80°C Grade 7 None 6-10 years 50-200 ppm Cu2+ 80°C Grade 7 Periodic acid cleaning (monthly) 5-7 years 200-500 ppm Cu2+ 80°C Grade 7 with 2.0 mm wall Acid cleaning + add Fe3+ if possible 3-5 years >500 ppm Cu2+ 80 céim Hastelloy C-276 nó siorcóiniam Uimh Tíotáiniam Úsáid eile
90 céim Grád 7 le 2.5 mm Clár glantacháin Ionsaitheach 2-3 bliana Aon Cu²⁺ ag 90 céim
Presence of copper ions at 100 ppm in 10% sulphuric acid at 80 C severely compromises cathodic protection of titanium Grade 2 by external platinum couple. It plates copper to the titanium surface and creates local galvanic cells that induce pitting and decrease the efficiency of the cathodic protector. The grade 7 titanium shows superior resistance because the palladium sites are dispersed and they stay somewhat active after the copper is deposited on them. Ensure titanium grade 7 minimum wall thickness of 1.65 mm for reliable long term service and institute monthly acid cleaning program for removing copper deposits. For copper concentrations >200 ppm, tiús balla a mhéadú go 2.0-2.5 mm nó uasghrádú go Hastelloy C-276. Agus tú ag ceannach sonraigh bailchríoch dromchla snasta (Ra<0.4 µm) to reduce copper adherence and to ease cleaning.