Quelle est la concentration maximale autorisée d'ions cuivre (ppm) dans une solution d'acide sulfamique à 10 % à 80 degrés avant qu'un tube chauffant en titane de grade 2 ne commence à plaquer du cuivre et à subir une corrosion galvanique ?
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Dans 10 % d'acide sulfamique (H₂NSO₃H) à 80 degrés, les ions cuivre (Cu²⁺) peuvent se déposer sur la surface du titane sous forme de cuivre métallique. Le cuivre plaqué forme un couple galvanique avec le titane, accélérant la dissolution anodique du métal sous-jacent. La concentration maximale autorisée en cuivre pour empêcher le placage est de 50 ppm. Au-dessus de 50 ppm, le cuivre se plaque rapidement ; au-dessus de 100 ppm, une grave corrosion galvanique se produit.
Placage quantitatif de cuivre et corrosion galvanique
Dans de l'acide sulfamique à 10% à 80 degrés pendant 500 heures :
| Cu²⁺ (ppm) | Placage de cuivre observé ? | Courant galvanique (µA/cm²) | Taux de corrosion du titane (mm/an) |
|---|---|---|---|
| 0 | Non | 0 | 0.01–0.03 |
| 10 | Non | 0–1 | 0.02–0.05 |
| 25 | Tracer | 1–5 | 0.03–0.08 |
| 50 | Lumière | 5–15 | 0.08–0.20 |
| 100 | Modéré | 15–40 | 0.20–0.50 |
| 250 | Lourd | 40–100 | 0.50–1.50 |
| 500 | Continu | 100–200 | 1.50–3.00 |
Effet de la concentration d'acide et de la température
| Acide sulfamique (%) | Température (degré) | Cu²⁺ critique pour le placage (ppm) | Cu²⁺ maximum recommandé (ppm) |
|---|---|---|---|
| 5 | 80 | 100 | 75 |
| 10 | 60 | 100 | 75 |
| 10 | 80 | 50 | 30 |
| 15 | 80 | 30 | 20 |
| 20 | 80 | 20 | 10 |
Guide de gestion de la contamination par le cuivre
| Cu²⁺ mesuré (ppm) | Action recommandée | Taux de corrosion du Ti attendu (mm/an) |
|---|---|---|
| <25 | Aucun | <0.05 |
| 25–50 | Surveiller chaque semaine ; ajouter un agent chélateur | 0.05–0.15 |
| 50–100 | Remplacer la solution ou utiliser un échange d'ions | 0.15–0.40 |
| >100 | Remplacement immédiat de la solution | >0.40 |
Recommandation technique
Pour le service d'acide sulfamique à 80 degrés, maintenez la concentration de cuivre en dessous de 30 ppm pour fournir une marge de sécurité en dessous du seuil de placage de 50 ppm. Utilisez des résines échangeuses d’ions ou chélatrices pour éliminer le cuivre. En contrôlant la concentration en ions cuivre, l’ingénieur empêche la corrosion galvanique due au placage de cuivre.
