כאשר נעשה שימוש במחמם נדן טיטניום דרגה 7 כדי לשמור על 95 מעלות בתמיסת אמוניום חנקתית של 40% לייצור דשן, כיצד הפחתת יוני החנקתי בפוטנציאל הקתודי של -0.8 V לעומת Ag/AgCl משנה את ה-pH פני השטח מ-7 ל-10 ומעודדת היווצרות של שכבת טיטנאט?

הפחתת יוני החנקה NO₃⁻ + H₂O + 2e⁻ → NO₂⁻ + 2OH⁻ ב-95 מעלות ב-40% אמוניום חנקתי בהגנה קתודית ב-0.8 V לעומת Ag/AgCl ה-pH המקומי בציפוי טיטניום {8} יוצר pH גבוה מ-pH{8} של נתרן טיטנאט (Na₂TiO₃) או אמוניום טיטנאט. קצב הקורוזיה מופחת מ-0.10 מ"מ בשנה (לא מוגן) ל-0.01-0.03 מ"מ בשנה (מוגן). שכבת הטיטנאט יציבה ודביקה מאוד.

מנגנון של פסיביות באמצעות הגנה קתודית

Cathodic current converts nitrate to nitrite and hydroxide. The hydroxide ions raise the ph. Titanium is passive at pH >9. שכבת הטיטנאט נוצרת על ידי תגובה של TiO2 עם אלקלי. זהו ציפוי בעובי 1-5 מיקרומטר המונע חלודה נוספת.

שיעור קורוזיה כמותי לעומת פוטנציאל קתודי

פוטנציאל קתודי (V לעומת Ag/AgCl) קצב קורוזיה pH של פני השטח (מ"מ/שנה) עובי שכבת טיטנאט (מיקרון)
0 (לא מוגן) 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
הגנה קתודית (CP) בפירוט

קצב קורוזיה רצוי (מ"מ/שנה) פוטנציאל קתודי מינימלי (V לעומת Ag/AgCl) חיים צפויים (קיר 1.5 מ"מ)<0.08 -0.6 15-30 years <0.05 -0.7 30-50 years <0.03 -0.8 50-100 years
מפרט מעודכן

עבור מחמם טיטניום בחנקתי אמוניום ב-95 מעלות, החל הגנה קתודית ב-0.8 V לעומת Ag/AgCl כדי להעלות את ה-pH פני השטח וליצור שכבת טיטנאט מגינה. המהנדס שולט בפוטנציאל להפחית קורוזיה.