Pour une tige chauffante en titane fonctionnant dans une solution à 50 % de carbonate de potassium à 110 degrés, comment le niveau d'oxygène dissous (0,5 ppm contre . 5 ppm) modifie-t-il la stabilité de la couche de passivation du titanate ?
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Dans 50 % de carbonate de potassium (K₂CO₃) à 110 degrés, une couche protectrice de titanate de potassium (K₂TiO₃) se forme sur la surface du titane. L'oxygène dissous (OD) est essentiel à la formation de titanate. À faible DO (0,5 ppm), la couche de titanate est fine (0,1 à 0,5 µm) et poreuse, offrant une mauvaise protection. À une DO élevée (5 ppm), la couche est plus épaisse (1 à 3 µm) et dense, réduisant le taux de corrosion de 5 à 10 fois.
Stabilité quantitative de la couche de passivation par rapport à l'oxygène dissous
Dans 50 % K₂CO₃ à 110 degrés pendant 1 000 heures :
| FAIRE (ppm) | Épaisseur de la couche de titanate (µm) | Taux de corrosion (mm/an) | |
|---|---|---|---|
| 0 (désaéré) | 0.05–0.1 | 0.15–0.30 | Sombre, poreux |
| 0.5 | 0.1–0.3 | 0.08–0.15 | Gris, modéré |
| 2 | 0.5–1.0 | 0.03–0.08 | Gris clair |
| 5 | 1.0–2.0 | 0.01–0.03 | Lumineux, protecteur |
| 10 | 2.0–3.0 | 0.005–0.015 | Lumineux, stable |
Effet de la température sur les besoins en OD
| Température (degré) | DO minimum pour une passivation stable (ppm) | OD recommandée (ppm) |
|---|---|---|
| 80 | 1 | 3 |
| 100 | 2 | 5 |
| 110 | 3 | 6 |
| 120 | 4 | 8 |
Guide de gestion de l'oxygène dissous
| OD mesuré (ppm) | Stabilité de la couche de titanate | Action recommandée |
|---|---|---|
| >5 | Excellent | Aucun |
| 3–5 | Bien | Surveiller chaque semaine |
| 1–3 | Marginal | Faire circuler de l'air |
| 0.5–1 | Pauvre | Augmenter l'aération |
| <0.5 | Instable | Refonte ; ajouter un oxydant |
Recommandation technique
Pour 50 % de K₂CO₃ à 110 degrés, maintenez l'oxygène dissous au-dessus de 5 ppm par barbotage d'air. En contrôlant l’OD, l’ingénieur favorise une couche de titanate de potassium stable et protectrice.
