Wie verändert der Gehalt an gelöstem Sauerstoff (0,5 ppm gegenüber . 5 ppm) die Stabilität der Titanat-Passivierungsschicht für einen Titan-Heizstab, der in einer 50-prozentigen Kaliumcarbonatlösung bei 110 Grad betrieben wird?

In 50 % Kaliumcarbonat (K2CO3) bildet sich bei 110 Grad eine Schutzschicht aus Kaliumtitanat (K2TiO3) auf der Titanoberfläche. Gelöster Sauerstoff (DO) ist ein Schlüsselelement bei der Titanatproduktion. Bei niedrigem Sauerstoffgehalt (0,5 ppm) ist die Titanatschicht dünn (0,1–0,5 µm), porös und bietet keinen ausreichenden Schutz. Bei hohem Sauerstoffgehalt (5 ppm) ist die Schicht dicker (1–3 µm) und dichter, wodurch die Korrosionsrate um das 5–10-fache sinkt.

Quantitative Stabilität der Passivierungsschicht gegenüber gelöstem O2

50 % K 2 CO 3 110 Grad 1.000 h:

DO (ppm) Titanatschichtdicke (µm) Korrosionsrate (mm/Jahr) Einfluss der Temperatur auf DO Anforderung Oberflächenzustand 0 (entlüftet) 0.05-0.1 0.15-0.30 Dunkel, porös 0.5 0.1-0.3 0.08-0.15 Grau, mild 2 0.5-1.0 0.03-0.08 Hellgrau 5 1.0-2.0 0.01-0.03 Hell, schützend 10 2.0-3.0 0.005-0.015 Hell, gleichmäßig

Temperatur (Grad) Minimaler Sauerstoffgehalt für stabile Passivierung (ppm)Empfohlener Sauerstoffgehalt (ppm) 80 1 3 100 2 5 110 3 6 120 4 8 Leitfaden zur Verwaltung von gelöstem Sauerstoff

DO (ppm) . Titanate Layer Stability .Recommended Action >5 Ausgezeichnet Nein 3-5Gut Wöchentlich überwachen 1-3 Geringfügig Luft ausblasen
0,5–1 Schlecht Belüftung erhöhen<0.5 Unstable Redesign; add oxidiser
Technische Beratung

50% K.sub.2CO.sub.3 at 110.degree. C. keep dissolved oxygen >5 ppm durch Lufteinblasung Die vom Ingenieur vorgenommene Kontrolle des gelösten Sauerstoffs sorgt für eine stabile schützende Kaliumtitanatschicht.