In un riscaldatore ad immersione in titanio utilizzato per preriscaldare una miscela di metanolo/acqua al 35% a 65 gradi, perché l'aggiunta di idrossido di sodio allo 0,5% sposta il meccanismo di corrosione dall'assottigliamento uniforme alla vaiolatura?
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In una miscela di metanolo/acqua al 35% a 65 gradi, il titanio di grado 2 mostra un assottigliamento uniforme di 0,02–0,05 mm all'anno. L'aggiunta di idrossido di sodio (NaOH) allo 0,5% aumenta il pH a 10–11. A pH elevato, il film passivo di titanio diventa meno stabile nel metanolo a causa della formazione di titanati solubili. Il meccanismo di corrosione passa da vaiolatura uniforme a localizzata, con profondità di cavità di 0,2–0,8 mm all’anno, ovvero 10–20 volte più velocemente dell’assottigliamento uniforme.
Velocità e meccanismo di corrosione quantitativa rispetto a NaOH
In metanolo/acqua al 35% a 65 gradi, 500 ore:
| NaOH (%) | pH | Tasso di corrosione (mm/anno) | Meccanismo | Densità di vaiolatura (alveoli/cm²) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 6–7 | 0.02–0.05 | Uniforme | 0 |
| 0.1 | 9 | 0.03–0.06 | Misto | 1–5 |
| 0.3 | 10 | 0.05–0.12 | Misto | 5–20 |
| 0.5 | 11 | 0.10–0.25 | Vaiolatura | 20–80 |
| 1.0 | 12 | 0.20–0.50 | Grave vaiolatura | 50–150 |
Effetto della concentrazione di metanolo sulla transizione della vaiolatura
| Metanolo (%) | NaOH 0,5% – Tasso di corrosione (mm/anno) | Meccanismo dominante |
|---|---|---|
| 0 (solo acqua) | 0.08–0.15 | Uniforme |
| 20 | 0.10–0.20 | Misto |
| 35 | 0.12–0.25 | Vaiolatura |
| 50 | 0.15–0.30 | Vaiolatura |
| 70 | 0.20–0.40 | Grave vaiolatura |
Guida al controllo del pH per miscele metanolo/acqua
| Meccanismo desiderato | pH massimo | NaOH consigliato (%) | Tasso di corrosione previsto (mm/anno) |
|---|---|---|---|
| Uniforme | <8 | <0.05 | <0.05 |
| Uniforme (accettabile) | 8–9 | 0.05–0.1 | 0.03–0.06 |
| Misto (marginale) | 9–10 | 0.1–0.3 | 0.05–0.12 |
| Vaiolatura (evitare) | >10 | >0.3 | >0.12 |
Raccomandazione ingegneristica
Per le miscele metanolo/acqua, evitare di aggiungere NaOH oltre lo 0,1%. Se sono necessarie condizioni alcaline, utilizzare titanio di grado 7 o ridurre la concentrazione di metanolo. Controllando il pH, l'ingegnere impedisce il passaggio da un diluizione uniforme a una vaiolatura rapida.
