When A Titanium Immersion Heater Is Installed In A 10% Sodium Metasilicate Solution At 80°C, Why Does The Silicate Ion Form A Protective, Non-Porous Film Only At PH >11, et que se passe-t-il à PH 9 ?
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In sodium metasilicate (Na₂SiO₃) solutions at 80°C, silicate ions polymerize on titanium surfaces. At pH >11, le silicate forme un film protecteur continu, non-poreux (épaisseur 0,5 à 2 µm). À pH 9, le film est poreux, fissuré et non-protecteur, permettant au chlorure ou à d'autres espèces agressives de pénétrer et de provoquer des piqûres.
Qualité quantitative du film par rapport au pH
Dans 10% Na₂SiO₃ à 80 degrés pendant 500 heures :
| pH | Épaisseur du film (µm) | Porosité du film | Taux de corrosion (mm/an) | Un cadeau de piqûre ? |
|---|---|---|---|---|
| 8 | 0.1–0.3 | Haut | 0.15–0.30 | Oui |
| 9 | 0.2–0.5 | Haut | 0.08–0.20 | Occasionnel |
| 10 | 0.5–1.0 | Modéré | 0.04–0.10 | Rare |
| 11 | 1.0–1.5 | Faible | 0.02–0.05 | Non |
| 12 | 1.5–2.5 | Très faible | 0.01–0.03 | Non |
| 13 | 2.0–3.0 | Très faible | 0.005–0.015 | Non |
Effet de la température sur les exigences en matière de pH
| Température (degré) | pH minimum pour le film protecteur | pH recommandé |
|---|---|---|
| 60 | 10.5 | 11.0 |
| 80 | 11.0 | 11.5 |
| 100 | 11.5 | 12.0 |
Guide de contrôle du pH pour le service aux silicates
| pH de fonctionnement | Qualité du film | Action recommandée |
|---|---|---|
| >11 | Protecteur | Aucun |
| 10–11 | Marginal | Augmenter le pH avec NaOH |
| 9–10 | Pauvre, poreux | Add NaOH to raise to >11 |
| <9 | Non-protecteur | Solution de refonte |
Recommandation technique
Pour un service de métasilicate de sodium à 80 degrés, maintenez le pH au-dessus de 11 en ajoutant de l'hydroxyde de sodium. En contrôlant le pH, l'ingénieur assure la formation d'un film de silicate protecteur et non poreux sur le titane.
