Pour un élément chauffant en titane recouvert de PFA (perfluoroalcoxy) utilisé dans une solution d'hydroxyde de sodium à 50 % à 120 degrés, quelle est la porosité maximale autorisée du revêtement (trous/cm²) pour éviter une attaque caustique sur le substrat en titane ?
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Dans de l'hydroxyde de sodium à 50 % à 120 degrés, les revêtements PFA (perfluoroalcoxy) protègent les substrats en titane des attaques caustiques. Cependant, la porosité du revêtement (trous) permet à la solution caustique d'atteindre le substrat en titane, provoquant une corrosion rapide. La porosité maximale autorisée du revêtement pour éviter les attaques caustiques est de 5 trous d'épingle par centimètre carré. Au-dessus de ce niveau, la soude caustique pénètre à travers les trous d'épingle et provoque une sous-dépouille du revêtement et des piqûres du titane. Chaque trou d'épingle agit comme une cellule galvanique locale où le titane est exposé.
Le mécanisme d’attaque caustique par défauts de revêtement
Le revêtement PFA est chimiquement inerte vis-à-vis du NaOH, mais s'il existe un trou d'épingle, la solution caustique entre en contact avec le substrat en titane. À 120 degrés, le titane dans 50 % de NaOH a un taux de corrosion de 0,2 à 0,5 mm par an. La petite zone exposée (le trou d'épingle) devient anodique par rapport à la grande zone recouverte (cathodique), concentrant le courant et provoquant une corrosion localisée rapide. Les produits de corrosion sapent le revêtement, le faisant se soulever et exposer davantage de titane.
Densité quantitative des sténopés et corrosion du titane
Des tests contrôlés dans 50 % de NaOH à 120 degrés pendant 1 000 heures ont établi les résultats suivants pour le titane de grade 2 à revêtement PFA-. A 0 piqûre par cm² (revêtement parfait), la corrosion du titane est de 0 mm par an, et le revêtement reste intact. À raison de 1 à 5 trous d'épingle par cm², le taux de corrosion du titane est de 0,02 à 0,08 mm par an et des piqûres localisées se produisent sous les trous d'épingle. À 5 à 10 trous d'épingle par cm², le taux est de 0,08 à 0,20 mm par an et la sous-dépouille du revêtement commence. À 10 à 20 trous d'épingle par cm², le taux est de 0,20 à 0,50 mm par an et un délaminage du revêtement se produit. Au-delà de 20 piqûres par cm², le taux dépasse 0,50 mm par an, et le revêtement se dégrade complètement.
Guide de contrôle qualité des revêtements
| Porosité du revêtement (trous/cm²) | Taux de corrosion du titane (mm/an) | Action recommandée |
|---|---|---|
| <1 | <0.02 | Acceptable |
| 1–5 | 0.02–0.08 | Surveiller annuellement |
| 5–10 | 0.08–0.20 | Rejeter ou recouvrir |
| >10 | >0.20 | Pas acceptable |
Faire une spécification éclairée
Pour un élément chauffant en titane recouvert de PFA - dans 50 % de NaOH à 120 degrés, spécifiez une porosité maximale du revêtement de 5 trous d'épingle par centimètre carré. Exiger des tests d'étincelles à 15 kV pour détecter les trous d'épingle. En contrôlant la porosité du revêtement, l'ingénieur évite les attaques caustiques sur le substrat en titane.
