Qual è la concentrazione massima consentita di ioni di rame (Ppm) in una soluzione di acido solfammico al 10% a 80 gradi prima che un tubo riscaldante in titanio di grado 2 inizi a placcare il rame e sia sottoposto a corrosione galvanica?
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Nell'acido solfammico al 10% (H₂NSO₃H) a 80 gradi, gli ioni rame (Cu²⁺) possono placcarsi sulla superficie del titanio come rame metallico. Il rame placcato forma una coppia galvanica con il titanio, accelerando la dissoluzione anodica del metallo sottostante. La concentrazione massima consentita di rame per evitare la placcatura è 50 ppm. Sopra 50 ppm, piastre di rame rapidamente; sopra 100 ppm si verifica una grave corrosione galvanica.
Ramatura quantitativa e corrosione galvanica
In acido solfammico al 10% a 80 gradi per 500 ore:
| Cu²⁺ (ppm) | È stata osservata la placcatura in rame? | Corrente galvanica (μA/cm²) | Tasso di corrosione del titanio (mm/anno) |
|---|---|---|---|
| 0 | NO | 0 | 0.01–0.03 |
| 10 | NO | 0–1 | 0.02–0.05 |
| 25 | Traccia | 1–5 | 0.03–0.08 |
| 50 | Leggero | 5–15 | 0.08–0.20 |
| 100 | Moderare | 15–40 | 0.20–0.50 |
| 250 | Pesante | 40–100 | 0.50–1.50 |
| 500 | Continuo | 100–200 | 1.50–3.00 |
Effetto della concentrazione e della temperatura dell'acido
| Acido solfammico (%) | Temperatura (gradi) | Cu²⁺ critico per la placcatura (ppm) | Cu²⁺ massimo consigliato (ppm) |
|---|---|---|---|
| 5 | 80 | 100 | 75 |
| 10 | 60 | 100 | 75 |
| 10 | 80 | 50 | 30 |
| 15 | 80 | 30 | 20 |
| 20 | 80 | 20 | 10 |
Guida alla gestione della contaminazione da rame
| Cu²⁺ misurato (ppm) | Azione consigliata | Tasso di corrosione previsto del Ti (mm/anno) |
|---|---|---|
| <25 | Nessuno | <0.05 |
| 25–50 | Monitorare settimanalmente; aggiungere un agente chelante | 0.05–0.15 |
| 50–100 | Sostituire la soluzione o utilizzare lo scambio ionico | 0.15–0.40 |
| >100 | Sostituzione immediata della soluzione | >0.40 |
Raccomandazione ingegneristica
Per il servizio con acido solfammico a 80 gradi, mantenere la concentrazione di rame al di sotto di 30 ppm per fornire un margine di sicurezza inferiore alla soglia di placcatura di 50 ppm. Utilizzare resine a scambio ionico o chelanti per rimuovere il rame. Controllando la concentrazione di ioni rame, l'ingegnere previene la corrosione galvanica derivante dalla placcatura in rame.
