Titán elektromos fűtőberendezésben 20%-os ammónium-karbonát oldathoz 70 fokon, hogyan változtatja a karbonátion (CO₃²⁻) a passzivációs réteget TiO2-ról titánkarbonátra (TiCO₃), és hogyan csökkenti a korróziós sebességet 0,005 mm/évre?

A 20%-os ammónium-karbonátban 70 fokon a karbonátion (CO3^2-) a titán felülettel egyesülve titánkarbonát (TiCO3) réteget képez a tipikus TiO2 helyett. Lúgos karbonátos oldatokban ez a karbonátréteg nagyon stabil és védő. A 2. fokozatú titán korróziós sebessége 0,003-0,008 mm/év, ami alacsonyabb, mint sok semleges vagy savas körülmények között. A réteg a TiO2+CO32⁻ → TiCO3+O2⁻ reakcióval jön létre.

A karbonát passziválás mechanizmusa

A karbonátionok adszorbeálódnak a titán felületén, és kiszorítják az oxigént a passzív filmből. A kialakult TiCO3 réteg sűrű, nem-porózus és karbonátos oldatokban nem oldódik. A rétegvastagság 2-5 nm. A védő tulajdonsága 8-11 pH között megmarad.

Kvantitatív korróziós sebesség a karbonátkoncentráció függvényében

(NH₄)₂CO₃ Koncentráció (%) Hőmérséklet ( fok ) Korrózió sebessége (mm/év) Felületi réteg 5 70 0.005-0.010 TiO 2 + TiCO 3 10 70 0.004-0.008 TiCO 3 20 70 0.003-0.006 TiCO 3 30 70 0.002-0.005 TiCO 3 A pH hatása a karbonátréteg stabilitására

pH Korróziós sebesség (mm/év) Rétegstabilitás<7 0.01-0.03 Unstable (TiCO₃ dissolved)
7-8 0.008-0.015 Mérsékelt
8-11 0.003-0.008 Stable >11 0.005-0.010 Stabil (de a Ti titanátokat képez)
Tájékozott specifikáció készítése

A 70 fokos ammónium-karbonátos titán fűtőtestnél tartsa a pH-t 8-11 között a legjobb karbonát passziváció érdekében. A korrózió mértéke nagyon alacsony. A mérnök ismeri a karbonát passziválást, és titánt használ a hosszú távú szolgáltatáshoz.