In sodium metasilicate (Na₂SiO₃) solutions at 80°C, silicate ions polymerize on titanium surfaces. At pH >11 myndar sílikatið samfellda, ó-gjúpa, hlífðarfilmu með þykkt 0,5–2 µm. Við pH 9 er filman gljúp, sprungin og ó-verndandi, sem gerir klóríði eða öðrum árásargjarnum tegundum kleift að komast í gegn og valda gryfju. Munurinn stafar af fjölliðunarástandi silíkatjóna. Við hátt pH er silíkat til sem einliða SiO4⁴⁻ jónir sem mynda þétta, glerkennda filmu. Við lægra pH fjölliðar silíkat í kvoðukeðjur sem framleiða gljúpa, sprungna uppbyggingu.

Mechanism of pH-háð sílíkatfilmumyndun

The polymerization of silicate ions follows: SiO₄⁴⁻ + H₂O → HSiO₄³⁻ + OH⁻. At high pH (>11), stuðlar jafnvægið að einliða jónum, sem leggjast sem þétt myndlaus kísilfilma. Við pH 9–10 fjölliðast jónirnar í keðju-líkar byggingar sem búa til gljúpt net. Myndin inniheldur einnig natríumjónir og myndar natríumsílíkatgler. Hlífðargæði ráðast af þéttleika filmunnar og fjarveru ör-sprungna.

Megindleg kvikmyndagæði sem virkni pH

Stýrð prófun í 10% Na₂SiO₃ við 80 gráður yfir 500 klukkustundir hefur sýnt eftirfarandi fyrir 2. stigs títan. Við pH 8 er filmuþykktin 0,1–0,3 µm, grop filmunnar er hár, tæringarhraði er 0,15–0,30 mm á ári og gryfja er til staðar. Við pH 9 er þykktin 0,2–0,5 µm, gropið er hátt, tæringarhraði er 0,08–0,20 mm á ári og gryfjun er einstaka sinnum. Við pH 10 er þykktin 0,5–1,0 µm, gropið í meðallagi, tæringarhraði er 0,04–0,10 mm á ári og gryfjun er sjaldgæf. Við pH 11 er þykktin 1,0–1,5 µm, porosity er lágt, tæringarhraði er 0,02–0,05 mm á ári og engin gryfjamyndun á sér stað. Við pH 12 er þykktin 1,5–2,5 µm, gropið er mjög lágt, tæringarhraðinn er 0,01–0,03 mm á ári og engin gryfjun á sér stað. Við pH 13 er þykktin 2,0–3,0 µm, porosity er mjög lágt, tæringarhraði er 0,005–0,015 mm á ári og engin gryfjun á sér stað.

Áhrif hitastigs á pH-kröfu

Lágmarks pH sem krafist er fyrir hlífðarfilmu hækkar með hitastigi. Við 60 gráður er lágmarks pH 10,5 og mælt með pH 11,0. Við 80 gráður er lágmarkið 11,0 og ráðlagt er 11,5. Við 100 gráður er lágmarkið 11,5 og ráðlagt er 12,0. Við 120 gráður er lágmarkið 12,0 og ráðlagt er 12,5. Hærra hitastig stuðlar að sílíkatfjölliðun, sem krefst hærra pH til að viðhalda einliða ástandinu.

pH-stjórnunarleiðbeiningar fyrir natríummetasílíkatþjónustu

Eftirfarandi tafla veitir ráðleggingar um pH-stýringu til að viðhalda verndandi silíkatfilmu á 2. stigs títanhitara í 10% natríummetasilíkati við 80 gráður.

Verkfræði Beyond pH Control

Títanstigið hefur áhrif á nauðsynlegt pH. Gráða 7 (palladíum-stöðugt) myndar verndandi silíkatfilmu við pH 10,5–11,0, aðeins lægra en gráðu 2. Gráða 12 býður upp á svipaða hegðun og gráðu 2. Veggþykkt gefur tæringarhlunnindi ef filman er ekki að fullu verndandi. Silíkatstyrkurinn hefur áhrif á filmumyndun; við 5% Na2SiO3 er nauðsynlegt pH 11,5. Við 15% Na2SiO3 er nauðsynlegt pH 10,5. Tilvist klóríða (frá óhreinindum) eykur nauðsynlegt pH um 0,5-1,0 einingar. Fylgjast skal með lausninni með pH-mæli sem er kvarðaður fyrir háa-pH-lausnir.

Gera upplýsta forskrift

Fyrir títanídýhitara í 10% natríummetasilíkat við 80 gráður skaltu halda pH yfir 11,0 með því að bæta við natríumhýdroxíði. Settu upp pH stjórnandi með viðvörun stillt á 10,8 og samlæsingu á 10,5. Fyrir núverandi kerfi með pH undir 11 skaltu bæta við NaOH til að hækka pH í 11,5. Ef ekki er hægt að hækka sýrustigið, notaðu títan af gráðu 7 eða lækkaðu hitastigið í 60 gráður. Á meðan á notkun stendur, skoðaðu yfirborð hitarisins með tilliti til hola; ef vart verður við gryfjuna skal hækka pH strax. Með því að stjórna pH-gildinu yfir 11 tryggir verkfræðingur myndun verndar, ó-gljúprar silíkatfilmu á títan.