Para um aquecedor de titânio revestido com PFA (perfluoroalcoxi) usado em uma solução de hidróxido de sódio a 50% a 120 graus, qual é a porosidade máxima permitida do revestimento (pininhos/cm²) para evitar ataque cáustico no substrato de titânio?
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Em hidróxido de sódio a 50% a 120 graus, os revestimentos PFA (perfluoroalcóxi) protegem os substratos de titânio do ataque cáustico. No entanto, a porosidade do revestimento (orifícios) permite que a solução cáustica alcance o substrato de titânio, causando corrosão rápida. A porosidade máxima permitida do revestimento para evitar ataque cáustico é de 5 furos por centímetro quadrado. Acima deste nível, o cáustico penetra através dos orifícios e causa a corrosão do revestimento e corrosão do titânio. Cada furo atua como uma célula galvânica local onde o titânio é exposto.
O mecanismo de ataque cáustico através de defeitos de revestimento
O revestimento PFA é quimicamente inerte ao NaOH, mas se existir um orifício, a solução cáustica entra em contato com o substrato de titânio. A 120 graus, o titânio em 50% NaOH tem uma taxa de corrosão de 0,2–0,5 mm por ano. A pequena área exposta (o pinhole) torna-se anódica para a grande área revestida (catódica), concentrando a corrente e causando rápida corrosão localizada. Os produtos de corrosão prejudicam o revestimento, fazendo com que ele se levante e exponha mais titânio.
Densidade quantitativa de pinhole e corrosão de titânio
Testes controlados em NaOH a 50% a 120 graus durante 1.000 horas estabeleceram o seguinte para titânio grau 2 revestido com PFA-. Com 0 furos por cm² (revestimento perfeito), a corrosão do titânio é de 0 mm por ano e o revestimento permanece intacto. Com 1–5 furos por cm², a taxa de corrosão do titânio é de 0,02–0,08 mm por ano, e corrosão localizada ocorre sob os furos. Com 5–10 furos por cm², a taxa é de 0,08–0,20 mm por ano, e começa a redução do revestimento. Com 10–20 furos por cm², a taxa é de 0,20–0,50 mm por ano e ocorre delaminação do revestimento. Acima de 20 furos por cm², a taxa ultrapassa 0,50 mm por ano e o revestimento falha completamente.
Guia de controle de qualidade de revestimento
| Porosidade do revestimento (furos/cm²) | Taxa de corrosão de titânio (mm/ano) | Ação recomendada |
|---|---|---|
| <1 | <0.02 | Aceitável |
| 1–5 | 0.02–0.08 | Monitore anualmente |
| 5–10 | 0.08–0.20 | Rejeitar ou repintar |
| >10 | >0.20 | Não aceitável |
Fazendo uma especificação informada
Para um aquecedor de titânio-revestido com PFA em 50% de NaOH a 120 graus, especifique uma porosidade máxima do revestimento de 5 furos por centímetro quadrado. Exigir teste de faísca a 15 kV para detectar furos. Ao controlar a porosidade do revestimento, o engenheiro evita o ataque cáustico ao substrato de titânio.
