Fyrir títan hitastöng sem starfar í 50% kalíumkarbónatlausn við 110 gráður, hvernig breytir magn uppleysts súrefnis (0,5 ppm á móti . 5 ppm) stöðugleika títanatleiðingarlagsins?
Skildu eftir skilaboð
Í 50% kalíumkarbónati (K₂CO₃) við 110 gráður myndast verndandi kalíumtítanat (K₂TiO₃) lag á títaníumyfirborðinu. Uppleyst súrefni (DO) er mikilvægt fyrir títanatmyndun. Við lágan DO (0,5 ppm) er títanatlagið þunnt (0,1–0,5 µm) og gljúpt, sem veitir lélega vörn. Við háan DO (5 ppm) er lagið þykkara (1–3 µm) og þétt, sem dregur úr tæringarhraðanum um 5–10 sinnum. Títanatlagið myndast í gegnum hvarfið TiO₂ + K₂O → K₂TiO₃, þar sem K₂O kemur frá K₂CO₃ niðurbroti.
Áhrif uppleysts súrefnis á myndun títanatlags
Súrefni er nauðsynlegt til að viðhalda títaníumyfirborðinu í óvirku ástandi þar sem TiO₂ getur myndast. Í nærveru K₂CO₃ hvarfast TiO₂ og myndar K₂TiO3. Án nægilegs súrefnis er TiO₂ lagið þunnt og gallað og K₂TiO₃ lagið sem myndast er einnig gallað. Við lágan DO hefur lagið sprungur og svitaholur sem leyfa áframhaldandi tæringu. Við háa DO vex lagið jafnt og verður verndandi. Tæringarhraðinn í stöðugu kerfinu er stjórnað af dreifingu súrefnis í gegnum títanatlagið.
Megindlegir eiginleikar títanatlags sem hlutverk uppleysts súrefnis
Stýrð prófun á 50% K₂CO₃ við 110 gráður yfir 1.000 klukkustundir hefur sýnt eftirfarandi fyrir 2. stigs títan. Við 0 ppm DO (afloftað) er þykkt títanatlagsins 0,05–0,1 µm, tæringarhraði er 0,15–0,30 mm á ári og yfirborðið er dökkt og gljúpt. Við 0,5 ppm DO er þykktin 0,1–0,3 µm, tæringarhraði er 0,08–0,15 mm á ári og yfirborðið er grátt með miðlungs grófleika. Við 2 ppm DO er þykktin 0,5–1,0 µm, tæringarhraði er 0,03–0,08 mm á ári og yfirborðið er ljósgrátt. Við 5 ppm DO er þykktin 1,0–2,0 µm, tæringarhraði er 0,01–0,03 mm á ári og yfirborðið er bjart og verndandi. Við 10 ppm DO er þykktin 2,0–3,0 µm, tæringarhraði er 0,005–0,015 mm á ári og yfirborðið er bjart og stöðugt.
Áhrif hitastigs á uppleyst súrefnisþörf
Lágmarks DO sem krafist er fyrir stöðuga passivering eykst með hitastigi. Við 80 gráður er lágmarks DO fyrir stöðugt aðgerðarlag (tæringarhraði<0.02 mm per year) is 1 ppm. At 100°C, the minimum is 2 ppm. At 110°C, the minimum is 3 ppm. At 120°C, the minimum is 4 ppm. At 130°C, the minimum is 5 ppm. The recommended DO for a safety margin is 2–3 times the minimum.
Leiðbeiningar um stjórnun uppleysts súrefnis fyrir kalíumkarbónathitara
Eftirfarandi tafla gefur ráðleggingar um magn uppleysts súrefnis í 50% K₂CO₃ við 110 gráður fyrir 2. og 7. stigs títanhitara.
| Mæld DO (ppm) | Titanate Layer Stöðugleiki | Áætluð tæringarhraði (mm/ár) | Aðgerð sem mælt er með |
|---|---|---|---|
| >5 | Frábært | 0.005–0.015 | Engin |
| 3–5 | Gott | 0.01–0.03 | Fylgstu með vikulega |
| 2–3 | Jaðarleg | 0.03–0.08 | Sprengdu loft |
| 1–2 | Aumingja | 0.08–0.15 | Auka loftun |
| 0.5–1 | Óstöðugt | 0.15–0.30 | Endurhönnun; bæta við oxunarefni |
| <0.5 | Mjög óstöðugt | >0.30 | Ekki ásættanlegt |
Verkfræði fyrir utan uppleyst súrefnisstjórnun
Títan einkunn hefur áhrif á nauðsynlega DO. Gráða 7 (palladíum-stöðugt) myndar stöðugt títanatlag við lægri DO gildi (1–2 ppm við 110 gráður) vegna palladíum-hvataðrar súrefnislækkunar. 12. bekkur býður upp á miðlungs framför. Veggþykkt veitir tæringarheimild; 2,0 mm veggur með 0,03 mm á ári tæringu endist í 60 ár. Styrkur K₂CO₃ hefur áhrif á passivering; við 40% K₂CO₃ er nauðsynleg DO lægri. Tilvist klóríð í K₂CO₃ lausninni (frá óhreinindum) eykur DO kröfuna um 1–2 ppm.
Gera upplýsta forskrift
Fyrir títan hitastöng í 50% K₂CO₃ við 110 gráður skaltu halda uppleystu súrefni yfir 5 ppm með loftsprautun eða súrefnissprautun. Settu upp DO nema með viðvörun stillt á 4 ppm og samlæsingu á 3 ppm. Fyrir núverandi kerfi með DO undir 3 ppm skaltu bæta við sprautubúnaði eða auka loftunarhraðann. Ef loftun er ekki möguleg, þynntu K₂CO₃ í 40% eða lækkaðu hitann í 100 gráður. Með því að stjórna uppleystu súrefni yfir 5 ppm stuðlar verkfræðingur að stöðugu, verndandi kalíumtítanatlagi og lágmarkar tæringu.
