Titano šilumos strypas, veikiantis 50 % kalio karbonato tirpale 110 laipsnių kampu, kaip ištirpusio deguonies lygis (0,5 ppm, palyginti su . 5 ppm) pakeičia titanato pasyvavimo sluoksnio stabilumą?
Palik žinutę
Ant titano paviršiaus 50% kalio karbonate (K2CO3) 110 laipsnių temperatūroje susidaro apsauginis kalio titanato (K2TiO3) sluoksnis. Titanato susidarymas labai priklauso nuo ištirpusio deguonies (DO). Esant mažam DO (0,5 ppm), titanato sluoksnis yra plonas (0,1–0,5 µm) ir porėtas bei užtikrina prastą apsaugą. Esant dideliam DO (5 ppm) danga yra stora (1-3 pm) ir tanki, korozijos greitis sumažėja 5-10 kartų. Titanatinis sluoksnis susidaro vykstant reakcijai TiO 2 + K 2 O → K 2 TiO 3, kur K 2 O susidaro skaidant K 2 CO 3 .
Ištirpusio deguonies poveikio titanato sluoksnio susidarymui mechanizmas
Deguonis yra būtinas norint išlaikyti titano paviršių pasyvioje būsenoje, kurioje TiO_2 gali augti. TiO2 reaguoja esant K2CO3 ir sudaro K2TiO3. Trūkstant deguonies, TiO2 sluoksnis yra plonas ir sugedęs, o susidaręs K2TiO3 sluoksnis yra panašiai brokuotas. Esant žemam DO sluoksnyje yra įtrūkimų ir porų, kurios leidžia tęsti koroziją. Esant dideliam DO, sluoksnis tolygiai didėja ir tampa apsauginiu. Pastovioje būsenoje korozijos greitį lemia deguonies pratekėjimas per titanato sluoksnį.
Kiekybinės titanato sluoksnio savybės kaip ištirpusio deguonies funkcija
110 laipsnių 50 % K 2 CO 3 1 000 valandų įrodė šiuos dalykus kontroliuojamais 2 laipsnio titano bandymais. Esant 0 ppm DO (deaeruotas), titanato sluoksnio storis yra 0,05–0,1 µm, korozijos greitis 0,15–0,30 mm/metus ir tamsus akytas paviršius. Esant 0,5 ppm DO, storis yra 0,1–0,3 µm, korozijos greitis yra 0,08–0,15 mm per metus, o paviršius yra pilkas ir vidutinio poringumo. Storis 0,5–1,0 µm. Korozijos greitis yra 0,03–0,08 mm per metus. Paviršius yra šviesiai pilkas su 2 ppm DO. Esant 5 ppm DO, storis yra 1,0–2,0 µm, korozijos greitis yra 0,01–0,03 mm per metus, o paviršius yra šviesus ir apsaugotas. Esant 10 ppm DO storis yra 2,0–3,0 µm, korozijos greitis yra 0,005–0,015 mm per metus, o paviršius yra šviesus ir stabilus.
Temperatūros įtaka ištirpusio deguonies poreikiui
Didėjant temperatūrai, mažiausias DO, reikalingas stabiliam pasyvavimui, didėja. Mažiausias DO esant 80 laipsnių stabiliam pasyvavimo sluoksniui (korozijos greitis<0.02 mm per year) is 1 ppm. The minimum is 2ppm at 100°C. At 110°C the minimum is 3ppm. The minimum is at 120 °C (4 ppm). 5 ppm, 130°C. The DO for a safety margin should be 2–3 times the minimum.
Kalio karbonato šildytuvų ištirpusio deguonies lygio valdymo vadovas
Rekomendacijos dėl ištirpusio deguonies kiekio 50 % K2CO3 esant 110 laipsnių 2 ir 7 laipsnio titano šildytuvams pateiktos toliau esančioje lentelėje.
Išmatuotas DO (ppm) Titanato sluoksnio stabilumasNumatytas korozijos greitis (mm per metus) Rekomenduojamas veiksmas: 5 Puikus 0,005–0,015 Nėra 3-5Geras 0,01–0,03 Stebėti kas savaitę 2-3 Ribinė 0,03-0,1-0, 0,12-0,0 aeracija
0.5 - 1 Nestabilus 0.15 - 0.30 Pertvarkymas; pridėti oksidatoriaus<0.5 Very unstable >0,30 Nepriimtina
Inžinerija be DO
Titano klasė veikia būtiną DO. 7 laipsnis (stabilizuotas paladžiu) sukuria stabilų titanato sluoksnį esant žemesniam DO lygiui (1-2 ppm esant 110 °C) dėl paladžio katalizuojamo deguonies redukavimo. 12 klasės lygis skirtas vidutiniam tobulėjimui. Sienelės storis užtikrina atsparumą korozijai; 0,03 mm per metus korozija ant 2,0 mm sienos trunka 60 metų. K2CO3 koncentracija turi įtakos pasyvumui ir mažesnis reikalingas DO stebimas esant 40% K2CO3. DO poreikis padidėja 1-2 ppm dėl chloridų buvimo K 2 CO 3 tirpale (dėl priemaišų).
Pagrįstos spekuliacijos
For titanium heat rod in 50% K₂CO₃ at 110°C, ensure dissolved oxygen >5 ppm oru arba deguonies įpurškimu. Pridėkite DO zondą su aliarmu, kurio dažnis nustatytas 4 ppm, o blokuojamas 3 ppm. Esamose sistemose, kurių DO < 3 ppm, įdiekite purkštuvą arba padidinkite aeracijos greitį. Jei vėdinimas neįmanomas, atskieskite K2CO3 iki 40% arba sumažinkite temperatūrą iki 100 laipsnių. Inžinierius kontroliuoja ištirpusio deguonies kiekį, viršijantį 5 ppm, kad sukurtų stabilų, apsauginį kalio titanato sluoksnį ir sumažintų koroziją.
