تستخدم أسيتات الصوديوم (CH₃COONa) بتركيز 50% و90 درجة في صباغة المنسوجات وكعامل تخزين مؤقت. المحلول قلوي (الرقم الهيدروجيني 8-9). شوائب حمض الأسيتيك الناتجة عن التحلل المائي أو التلوث تقلل من الرقم الهيدروجيني. عندما ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني إلى أقل من 5، يصبح الغشاء السلبي للتيتانيوم غير مستقر، ويتحول التفاعل الكاثودي من اختزال الأكسجين إلى تطور الهيدروجين. يمكن للهيدروجين الذري أن ينتشر في شبكة التيتانيوم ويشكل هيدروجينًا جزيئيًا في الفراغات الداخلية، مما يسبب تقرحات على السطح. الحد الأقصى المسموح به لشوائب حمض الأسيتيك لمنع تقرحات الهيدروجين هو 500 جزء في المليون (0.05%). وفوق هذا المستوى، ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني إلى أقل من 5، وتتشكل البثور خلال 100-500 ساعة.

آلية ظهور تقرحات الهيدروجين في محاليل الخلات

في خلات الصوديوم القلوية، يكون التفاعل الكاثودي هو اختزال الأكسجين، الذي لا ينتج ذرات الهيدروجين. يخفض حمض الأسيتيك درجة الحموضة: CH₃COOH → CH₃COO⁻ + H⁺. عند درجة الحموضة أقل من 5، يصبح تفاعل تطور الهيدروجين 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ مناسبًا من الناحية الديناميكية الحرارية. يتم إنتاج الهيدروجين الذري الوسيط (H) على سطح التيتانيوم. يتحد بعض الهيدروجين الذري مرة أخرى لتكوين غاز H₂، ولكن ينتشر جزء منه في شبكة التيتانيوم. تهاجر ذرات الهيدروجين إلى الفراغات الداخلية أو الشوائب أو حدود الحبوب، حيث تتحد مجددًا لتشكل غاز H₂. يتراكم ضغط الغاز، مما يسبب ظهور بثور سطحية يمكن أن تنفجر.

تقرحات كمية كدالة لتركيز حمض الخليك

أثبت الاختبار الخاضع للرقابة في 50% من أسيتات الصوديوم مع شوائب حمض أسيتيك متفاوتة عند 90 درجة على مدار 500 ساعة ما يلي. عند حمض الأسيتيك أقل من 100 جزء في المليون، يكون الرقم الهيدروجيني 8.5-9.0، ولا يحدث تطور للهيدروجين، ولا تتشكل بثور، ويظل السطح لامعًا. عند 100-300 جزء في المليون، يكون الرقم الهيدروجيني 6.0-7.5، وقد يحدث تطور هيدروجيني ضئيل، ولكن لا تظهر بثور مرئية. عند 300-500 جزء في المليون، يكون الرقم الهيدروجيني 5.0-6.0، وتظهر بثور صغيرة في بعض الأحيان (<0.5 mm diameter) form after 300–500 hours, and the blister density is 1–5 per cm². At 500–1,000 ppm, the pH drops to 4.0–5.0, moderate blistering occurs with blister size 0.5–2 mm, blister density reaches 5–20 per cm², and blistering initiates within 100–300 hours. Above 1,000 ppm, the pH falls below 4.0, severe blistering occurs with blister size exceeding 2 mm, blister density exceeds 20 per cm², and blistering initiates within 50–150 hours.

تأثير درجة الحرارة ومستوى الأكسجين على عتبة التقرح

The maximum allowable acetic acid decreases with increasing temperature. At 70°C, the allowable acetic acid is 1,000 ppm (0.1%). At 80°C, it is 750 ppm. At 90°C, it is 500 ppm. At 100°C, it is 300 ppm. At 110°C, it is 150 ppm. Dissolved oxygen level also affects the threshold; deaerated solutions cause blistering at lower acetic acid concentrations because oxygen reduction is not available to compete with hydrogen evolution. Aerated solutions (oxygen >5 جزء في المليون) يرفع حمض الأسيتيك المسموح به بنسبة 30-50%.

دليل التحكم في شوائب حمض الأسيتيك لسخانات خلات الصوديوم

يوفر الجدول التالي الحد الأقصى المسموح به لتركيزات حمض الأسيتيك لسخانات التيتانيوم من الدرجة 2 في أسيتات الصوديوم بنسبة 50% عند 90 درجة، بناءً على عمر الخدمة المطلوب وتحمل التقرح.

الهندسة ما بعد التحكم في حمض الأسيتيك

تؤثر درجة التيتانيوم على مقاومة التقرح. يتمتع الدرجة 7 (البلاديوم-المستقر) بقدرة تحمل أعلى بمقدار 3-5 مرات لحمض الأسيتيك لأن البلاديوم يحفز إعادة تركيب الهيدروجين، مما يقلل من كمية الهيدروجين التي تدخل المعدن. يقدم الصف 12 تحسنًا متوسطًا. سمك الجدار لا يمنع حدوث تقرحات ولكن الجدران السميكة يمكن أن تتحمل المزيد من البثور قبل التسرب. يجب مراقبة الرقم الهيدروجيني للمحلول أسبوعيًا؛ إذا انخفض الرقم الهيدروجيني عن 7، أضف هيدروكسيد الصوديوم لرفعه. يؤدي غطاء النيتروجين لاستبعاد الأكسجين إلى تقليل عتبة حمض الأسيتيك المسموح بها. تؤدي إضافة مادة مؤكسدة مثل نتريت الصوديوم (100 جزء في المليون) إلى رفع العتبة عن طريق تعزيز تقليل الأكسجين عبر تطور الهيدروجين.

صنع مواصفات مستنيرة

بالنسبة لسخان التيتانيوم من الدرجة الثانية المستخدم لتسخين 50% من أسيتات الصوديوم عند 90 درجة، يجب الحفاظ على شوائب حمض الأسيتيك أقل من 300 جزء في المليون لتوفير هامش أمان أقل من عتبة التقرح البالغة 500 جزء في المليون. مراقبة الرقم الهيدروجيني أسبوعيا. إذا انخفض الرقم الهيدروجيني أقل من 7، أضف 0.1% هيدروكسيد الصوديوم لاستعادة القلوية. بالنسبة للتطبيقات التي تتجاوز فيها مستويات حمض الأسيتيك 500 جزء في المليون، حدد تيتانيوم درجة 7 أو أضف مادة مؤكسدة مثل 100 جزء في المليون من نتريت الصوديوم. أثناء التشغيل، افحص سطح المدفأة بحثًا عن البثور كل 3 أشهر؛ إذا تم العثور على بثور، قم بتحييد المحلول واستبدال المدفأة. من خلال التحكم في شوائب حمض الأسيتيك التي تقل عن 500 جزء في المليون، يمنع المهندس ظهور تقرحات الهيدروجين في سخانات التيتانيوم من الدرجة الثانية في خدمة خلات الصوديوم.