グレード 7 チタン シース ヒーターを使用して、肥料製造用の 40% 硝酸アンモニウム溶液中で 95 度を維持する場合、Ag/AgCl に対して -0.8 V の陰極電位での硝酸イオンの還元はどのように表面 pH を 7 から 10 に変化させ、チタン酸保護層の形成を促進しますか?

硝酸イオンの還元 NO₃⁻ + H₂O + 2e⁻ → NO₂⁻ + 2OH⁻ 40 % 硝酸アンモニウム中、-0.8 V vs. Ag/AgCl の陰極保護下、95 度で チタン表面の局所 pH は 7 から 10-11 . に上昇します このような高い pH では、チタンはナトリウムの保護コーティングを作成しますチタン酸塩（Na₂TiO₃）またはチタン酸アンモニウム。腐食速度は、年間 0.10 mm (保護なし) から年間 0.01 ～ 0.03 mm (保護あり) に減少します。チタン酸塩層は安定しており、密着性が非常に高いです。

陰極防食による不動態化のメカニズム

Cathodic current converts nitrate to nitrite and hydroxide. The hydroxide ions raise the ph. Titanium is passive at pH >9. チタン酸塩層は、TiO2 とアルカリを反応させることによって形成されます。 1〜5μmの厚さのコーティングで、さらなる錆を防ぎます。

定量的な腐食速度と陰極電位の関係

陰極電位 (V vs. Ag/AgCl) 表面 pH 腐食速度 (mm/年) チタン酸塩層の厚さ (ミクロン)
0 (保護されていない) 7 0.08-0.15 0 -0.6 8-9 0.04-0.08 0.5-1
-0.7 9-10 0.02-0.05 1-2
-0.8 10-11 0.01-0.03 2-4
-0.9 11-12 0.005-0.015 3-5
陰極防食 (CP) の詳細

望ましい腐食速度 (mm/年) 最小陰極電位 (V 対 Ag/AgCl) 期待寿命 (壁 1.5 mm)<0.08 -0.6 15-30 years <0.05 -0.7 30-50 years <0.03 -0.8 50-100 years
情報に基づいた仕様

95 度の硝酸アンモニウム中のチタン ヒーターの場合、Ag/AgCl に対して -0.8 V で陰極防食を適用して、表面 pH を上げ、チタン酸保護層を形成します。エンジニアは腐食を減らすために電位を制御します。