Fyrir títan hitastöng sem starfar í 50% kalíumkarbónatlausn við 110 gráður, hvernig breytir magn uppleysts súrefnis (0,5 ppm á móti . 5 ppm) stöðugleika títanatdreifingarlagsins?

Hlífðar kalíumtítanat (K₂TiO₃) lag er myndað á títaníumyfirborðinu í 50% kalíumkarbónati (K₂CO₃) við 110 gráður. Títanatmyndun er mjög háð uppleystu súrefni (DO). Við lágan DO (0,5 ppm) er títanatlagið þunnt (0,1–0,5 µm) og gljúpt og veitir lélega vörn. Við háan DO (5 ppm) er húðin þykk (1-3 pm) og þétt, sem dregur úr tæringarhraða 5-10 sinnum. Títanatlagið er myndað með hvarfinu TiO 2 + K 2 O → K 2 TiO 3 þar sem K 2 O er framleitt við niðurbrot K 2 CO 3 .

Verkunarháttur áhrifa uppleysts súrefnis á myndun títanatlags

Súrefni er nauðsynlegt til að halda títaníumyfirborðinu í óvirku ástandi þar sem TiO_2 getur vaxið. TiO2 hvarfast í viðurvist K2CO3 og myndar K2TiO3. Með súrefnisskorti er TiO2 lagið þunnt og gallað og K2TiO3 lagið sem myndast er álíka gallað. Við lágan DO inniheldur lagið sprungur og svitaholur sem leyfa áframhaldandi tæringu. Við háan DO stækkar lagið jafnt og verður verndandi. Í stöðugu ástandi ræðst tæringarhraðinn af leið súrefnis í gegnum títanatlagið.

Magnbundnir Titanate Layer eiginleikar sem hlutverk uppleysts súrefnis

110 gráður í 50% K 2 CO 3 í 1.000 klukkustundir hefur sannað eftirfarandi í stýrðum prófunum fyrir 2. stigs títan. Við 0 ppm DO (afloftað) er þykkt títanatlagsins 0,05–0,1 µm, tæringarhraði 0,15–0,30 mm/ár og dökkt gljúpt yfirborð. Við 0,5 ppm DO er þykktin 0,1-0,3 µm, tæringarhraði er 0,08-0,15 mm/ár og yfirborðið er grátt með miðlungs grop. Þykkt er 0,5–1,0 µm. Tæringarhraði er 0,03–0,08 mm á ári. Yfirborðið er ljósgrátt með 2 ppm DO. Við 5 ppm DO er þykktin 1,0-2,0 µm, tæringarhraði er 0,01-0,03 mm/ár og yfirborðið er bjart og varið. 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

Með hækkandi hitastigi eykst lágmarks DO sem krafist er fyrir stöðuga passivering. Lágmarks DO við 80 gráður fyrir stöðugt aðgerðarlag (tæringarhraði<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.

Leiðbeiningar um stjórnun uppleysts súrefnis í kalíumkarbónathitara

Ráðleggingar um magn uppleysts súrefnis í 50% K2CO3 við 110 gráður fyrir 2. og 7. stigs títanhitara eru gefnar upp í töflunni hér að neðan.

Mæld DO (ppm) Stöðugleiki Titanate Layers. Væntanlegur tæringarhraði (mm á ári) Ráðlagður aðgerð: 5 Frábært 0,005 til 0,015Ekkert 3-5Gott 0,01–0,03 Fylgjast vikulega 2-3 Jaðarlegt 0,03-0,08 Sprautuloft 1-08 Aukning 0,58 Aukning.
0.5 - 1 Óstöðugt 0.15 - 0.30 Endurhönnun; bæta við oxunarefni<0.5 Very unstable >0.30 Ekki ásættanlegt
Engineering Beyond DO

Títan einkunn hefur áhrif á nauðsynlega DO. Gráða 7 (palladíum stöðugt) skapar stöðugt títanatlag við lægri DO gildi (1-2 ppm við 110C) vegna palladíumhvataðrar súrefnislækkunar. 12. stigið er fyrir millistig. Veggþykkt veitir tæringarheimild; 0,03 mm/ár tæring á 2,0 mm vegg endist í 60 ár. Styrkur K2CO3 hefur áhrif á aðgerðarleysið og lægri nauðsynleg DO sést við 40% K2CO3. DO þörf eykst um 1-2 ppm vegna nærveru klóríða í K 2 CO 3 lausn (frá óhreinindum).

Að gera upplýsta vangaveltur

For titanium heat rod in 50% K₂CO₃ at 110°C, ensure dissolved oxygen >5 ppm með loftdælingu eða súrefnissprautun. Bættu við DO rannsaka með viðvörun stillt á 4 ppm og interlock á 3 ppm. Fyrir núverandi kerfi með DO < 3 ppm, settu upp sprautubúnað eða aukið loftunarhraðann. Ef loftun er ekki möguleg, þynntu K2CO3 í 40% eða lækkaðu hitastigið í 100 gráður. Verkfræðingur stjórnar uppleystu súrefni yfir 5 ppm til að stuðla að stöðugu, verndandi kalíumtítanatlagi og lágmarka tæringu.