Quelle est la concentration maximale autorisée de silice (ppm) dans une solution d'hydroxyde de sodium à 25 % à 90 degrés pour empêcher la formation de tartre de titanate de sodium qui isole un tube chauffant en titane de grade 2 ?
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Dans l'hydroxyde de sodium à 25 % à 90 degrés, la silice (SiO₂) réagit avec le titane pour former du titanate de sodium (Na₂TiO₃) et des écailles de silicate de sodium. Ces écailles ont une très faible conductivité thermique (0,5 à 1,5 W/m·K). La concentration maximale autorisée de silice pour empêcher la formation de tartre isolant est de 50 ppm. Au-dessus de 50 ppm, l'épaisseur du tartre dépasse 0,1 mm en 500 heures, provoquant une perte de transfert thermique importante.
Formation d'échelle quantitative par rapport à la concentration de silice
Dans NaOH 25% à 90 degrés pendant 500 heures :
| Silice (ppm) | Épaisseur de l'échelle (µm) | Composition de l'échelle | Réduction du transfert de chaleur (%) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Aucun | 0 |
| 10 | 5–15 | Silicate de sodium | 2–5 |
| 25 | 15–40 | Mélange silicate/titanate | 5–15 |
| 50 | 40–80 | Titanate de sodium dominant | 15–30 |
| 100 | 80–150 | Titanate épais | 30–50 |
| 250 | 150–300 | Écailles lourdes | 50–70 |
Effet de la température sur la tolérance à la silice
| Température (degré) | Max Silice pour<0.1 mm Scale (ppm) | Maximum recommandé (ppm) |
|---|---|---|
| 70 | 100 | 75 |
| 80 | 75 | 50 |
| 90 | 50 | 30 |
| 100 | 30 | 20 |
Guide de contrôle de la silice
| Silice mesurée (ppm) | Action recommandée | Épaisseur prévue du tartre (µm/an) |
|---|---|---|
| <20 | Aucun | <20 |
| 20–50 | Surveiller mensuellement | 20–80 |
| 50–100 | Solution diluée ou filtrée | 80–150 |
| >100 | Remplacer la solution | >150 |
Recommandation technique
Pour 25 % de NaOH à 90 degrés, maintenez la concentration de silice en dessous de 30 ppm. Utilisez de l'eau déminéralisée pour le maquillage-afin d'éviter toute contamination par la silice. En contrôlant la silice, l’ingénieur évite la formation de tartre isolant de titanate de sodium.
