ในโพแทสเซียมคาร์บอเนต 50% (K₂CO₃) ที่ 110 องศา ชั้นโพแทสเซียมไททาเนตป้องกัน (K₂TiO₃) จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวไทเทเนียม ออกซิเจนที่ละลายน้ำ (DO) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเกิดไททาเนต ที่ DO ต่ำ (0.5 ppm) ชั้นไททาเนตจะบาง (0.1–0.5 µm) และมีรูพรุน ทำให้การป้องกันไม่ดี ที่ DO สูง (5 ppm) ชั้นจะหนาขึ้น (1–3 µm) และมีความหนาแน่น ช่วยลดอัตราการกัดกร่อนได้ 5–10 เท่า ชั้นไททาเนตก่อตัวผ่านปฏิกิริยา TiO₂ + K₂O → K₂TiO₃ โดยที่ K₂O มาจากการสลายตัวของ K₂CO₃

กลไกของอิทธิพลของออกซิเจนละลายต่อการเกิดชั้นไททาเนต

จำเป็นต้องใช้ออกซิเจนเพื่อรักษาพื้นผิวไทเทเนียมให้อยู่ในสถานะพาสซีฟซึ่ง TiO₂ สามารถก่อตัวได้ เมื่อมี K₂CO₃ TiO₂ จะตอบสนองต่อการสร้าง K₂TiO₃ หากไม่มีออกซิเจนเพียงพอ ชั้น TiO₂ จะบางและชำรุด และชั้น K₂TiO₃ ที่ก่อตัวก็จะชำรุดเช่นกัน ที่อุณหภูมิ DO ต่ำ ชั้นจะมีรอยแตกและรูพรุนที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนได้อย่างต่อเนื่อง ที่ DO สูง ชั้นจะเติบโตสม่ำเสมอและป้องกันได้ อัตราการกัดกร่อนในระบบการปกครองที่เสถียรนั้นควบคุมโดยการแพร่กระจายของออกซิเจนผ่านชั้นไททาเนต

ลักษณะเฉพาะของชั้นไททาเนตเชิงปริมาณในฐานะฟังก์ชันของออกซิเจนที่ละลายน้ำ

การทดสอบที่มีการควบคุมใน K₂CO₃ 50% ที่ 110 องศา นานกว่า 1,000 ชั่วโมง ได้กำหนดสิ่งต่อไปนี้สำหรับไทเทเนียมเกรด 2 ที่ 0 ppm DO (กำจัดอากาศ) ความหนาของชั้นไททาเนตคือ 0.05–0.1 µm อัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ 0.15–0.30 มม. ต่อปี และพื้นผิวมีสีเข้มและมีรูพรุน ที่ 0.5 ppm DO ความหนาคือ 0.1–0.3 µm อัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ 0.08–0.15 มม. ต่อปี และพื้นผิวเป็นสีเทาและมีความพรุนปานกลาง ที่ 2 ppm DO ความหนาคือ 0.5–1.0 µm อัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ 0.03–0.08 มม. ต่อปี และพื้นผิวเป็นสีเทาอ่อน ที่ 5 ppm DO ความหนาคือ 1.0–2.0 µm อัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ 0.01–0.03 มม. ต่อปี และพื้นผิวจะสว่างและป้องกันได้ ที่ 10 ppm DO ความหนาอยู่ที่ 2.0–3.0 µm อัตราการกัดกร่อนอยู่ที่ 0.005–0.015 มม. ต่อปี และพื้นผิวจะสว่างและมั่นคง

อิทธิพลของอุณหภูมิต่อความต้องการออกซิเจนละลายน้ำ

DO ขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการสร้างฟิล์มคงที่จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ที่ 80 องศา ค่า DO ขั้นต่ำสำหรับชั้นทู่ที่เสถียร (อัตราการกัดกร่อน<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.

คู่มือการจัดการออกซิเจนละลายน้ำสำหรับเครื่องทำความร้อนโพแทสเซียมคาร์บอเนต

ตารางต่อไปนี้ให้คำแนะนำสำหรับระดับออกซิเจนละลายใน K₂CO₃ 50% ที่ 110 องศา สำหรับเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมเกรด 2 และเกรด 7

วิศวกรรมที่เหนือกว่าการควบคุมออกซิเจนละลายน้ำ

เกรดไทเทเนียมส่งผลต่อ DO ที่ต้องการ เกรด 7 (แพลเลเดียม-เสถียร) ก่อให้เกิดชั้นไททาเนตที่เสถียรที่ระดับ DO ต่ำกว่า (1–2 ppm ที่ 110 องศา ) เนื่องจากแพลเลเดียม-ลดปริมาณออกซิเจนที่เร่งปฏิกิริยา ชั้นประถมศึกษาปีที่ 12 มีการปรับปรุงระดับกลาง ความหนาของผนังมีค่าเผื่อการกัดกร่อน ผนัง 2.0 มม. มีการกัดกร่อน 0.03 มม. ต่อปี มีอายุ 60 ปี ความเข้มข้นของ K₂CO₃ ส่งผลต่อการสร้างฟิล์ม ที่ 40% K₂CO₃ ค่า DO ที่ต้องการจะต่ำกว่า การมีอยู่ของคลอไรด์ในสารละลาย K₂CO₃ (จากสิ่งเจือปน) จะเพิ่มข้อกำหนด DO ขึ้น 1–2 ppm

จัดทำข้อกำหนดเฉพาะ

สำหรับแท่งความร้อนไทเทเนียมที่มี K₂CO₃ 50% ที่ 110 องศา ให้รักษาออกซิเจนที่ละลายในน้ำให้สูงกว่า 5 ppm โดยการโปรยอากาศหรือการฉีดออกซิเจน ติดตั้งหัววัด DO โดยตั้งสัญญาณเตือนไว้ที่ 4 ppm และอินเตอร์ล็อคที่ 3 ppm สำหรับระบบที่มีอยู่ซึ่งมี DO ต่ำกว่า 3 ppm ให้เพิ่มสารกระจายหรือเพิ่มอัตราการเติมอากาศ หากไม่สามารถเติมอากาศได้ ให้เจือจาง K₂CO₃ ให้เป็น 40% หรือลดอุณหภูมิลงเหลือ 100 องศา ด้วยการควบคุมออกซิเจนละลายน้ำที่สูงกว่า 5 ppm วิศวกรจึงเพิ่มชั้นโพแทสเซียมไททาเนตที่เสถียรและป้องกันได้ และลดการกัดกร่อนให้เหลือน้อยที่สุด