Comment l'ajout de 0,5 % d'hypophosphite de sodium (NaH₂PO₂) à un bain de placage de chlorure de nickel à 5 % à 70 degrés modifie-t-il le taux de dépôt autocatalytique de nickel sur un tube chauffant en titane et le risque de piqûres galvaniques ?
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L'hypophosphite de sodium (NaH2PO2) est un agent réducteur dans un bain de placage autocatalytique à 5 % de chlorure de nickel à 70 degrés. L'ajout de 0,5% d'hypophosphite. Le dépôt de nickel sur le tube chauffant en titane est initié. Le nickel déposé est cathodique au titane et forme ainsi un couple galvanique. La densité de courant galvanique est de 10 à 50 µA/cm 2 et conduit à des piqûres du titane derrière les dépôts de nickel à des taux de 0,2 à 1,0 mm/an. La vitesse de dépôt du nickel est de 5 à 15 µm/h et le temps de dépôt augmente le risque de piqûres.
Le mécanisme de la piqûre galvanique et du dépôt de nickel induits par l'hypophosphite
The hypophosphite lowers nickel ions at the titanium surface Ni2+ + 2H2PO2- + 2H2O ->Ni0 + 2H2PO3- + H2 + 2H+. Le gisement de nickel est cathodique et perméable. Le titane en dessous devient anodique et se corrode. La corrosion est confinée aux trous et aux bords, formant des piqûres. Le taux de piqûres obéit à la loi de Faraday, c'est-à-dire profondeur des piqûres ∝ densité de courant galvanique × temps.
Dépôt de nickel et piqûres de titane en fonction de la concentration en hypophosphite
Des tests contrôlés de titane de grade 2 dans 5 % de NiCl2 à 70 degrés C avec divers NaH2PO2 ont montré que : Aucun dépôt de nickel, aucun courant galvanique, aucune piqûre à 0 % d'hypophosphite. 2-5 µm/h, courant galvanique 5-15 µA/cm2 et profondeur de piqûre après 100 h 20-50 µm à 0,1 % d'hypophosphite. À 0,25 %, la vitesse de dépôt est de 5 à 10 µm/h, le courant galvanique est de 10 à 30 µA/cm 2 et la profondeur de la fosse est de 50 à 100 µm. Le taux de dépôt est de 10 à 20 µm/h à 0,5 %, le courant galvanique est de 20 à 50 µA/cm2 et la profondeur de la fosse est de 100 à 200 µm. Le taux de dépôt est de 15 à 25 µm/h à 1,0 %. Le courant galvanique est de 30 à 80 µA/cm 2 . La profondeur de la fosse est supérieure à 200 µm.
Guide d'atténuation des piqûres galvaniques
Concentration d'hypophospite (%) Taux de dépôt de nickel (µm/h) Courant galvanique (uA/cm2) Taux de piqûre du titane (mm/an) Action recommandée<0.1 <5 <15 <0.2 Acceptable 0.1-0.25 5-10 15-30 0.2-0.5 Monitor 0.25-0.5 10-20 30-50 0.5-1.0 Use Grade 7 >0.5 >20 >50 >1.0 Non recommandé
Élaborer une spécification-bien documentée
Élément chauffant en titane dans un bain de nickelage, hypophosphite réduit : minimisez le temps d'exposition ou utilisez un élément chauffant revêtu de PTFE. L'ingénieur ne dépose pas de nickel, ce qui évite les piqûres galvaniques.
