Anodischer Schutz von Titan in der Rayon‐Industrie

Abstract

EinfuhrungDie Zahl der Werkstoffe, in denen die heii3en reduzierenden Sauren gehandhabt werden konnen, die man bei der Herstellung von CeIluIosefasern verwendet, ist sehr begrenzt, und man hat daher vielfach gummierten Stahl, Blei und Kohlenstoff verwendet. Fur den Bau von Wirmeaustauschern, insbesondere -wo an sich Metalk den hochsten Wirkungsgrad gewahrleisten mui3ten -werden uberwiegend Rohrbiindelaustauscher aus Kohlewerkstoffen verwendet, da diese den besten Kompromifl beziiglich Leistungsfahigkeit und Kosten darstellen. Stahle, Legierungen auf Nickelbasis und Titan sind fur derartige Anwendungen in Betracht gezogen worden, doch hat sich ihre Korrosionsbestandigkeit als ungenugend erwiesen, und andere bestandigere Werkstoff e wie Zirkonium, Niob, Tantal und Edelmetalle sind unvertretbar teuer. In der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung von anodisch geschutztem Titan beschrieben, das gegenwartig das beste, allgemein verwendbare Material fur Warmeaustauscher darstellt, die mit derartigen Elektrolyten gefahren werden. Bei der Herstellung von Rayon-Fasern besteht das saure Spinnbad -mit dem die alkalische Celluloselosung unter Ausscheidung der Faser reagiert -im wesentlichen aus 100ioiger Schwefelsaure mit Zusatzen von Zink-und Natriumsulfat. Die optimale Temperatur fur diese Reaktion liegt in der Gegend von 60 OC; die bei der Reaktion entstehenden Zersetzungsprodukte sind u. a. Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstofi. Die verbrauchten Bader werden aufgearbeitet und frisch bereitete Saure zugesetzt, was dazu fuhrt, dai3 das Spinn-Grundbad, das laufend fur die weitere Produktion benotigt wird, gewisse reaktionsfahige Stoffe enthalt, deren Menge von der Art der jeweils hergestellten Faser und von der raumlichen Anordnung in der jeweiligen Herstellungsanlage abhfngen. Ober mehrere Jahre hinweg hat man versucht, Metalle und Legierungen zu finden, die sich als Werkstoffe fur die Warmeaustauscher eignen, in denen die Spinnbader auf etwa 70 OC erwarmt werden. Da es nun keine geeigneten Werkstoffe zu vertretbarem Preis gibt, war die logische Folge, dai3 man sich nach Maanahmen umsah, rnit denen die Korrosion verringert werden konnte, und zwar durch Uberziige oder durch Anlegen aui3erer Potentiale. Der kathodische Schutz von Metallen in sauren Medien ist im allgemeinen nicht durchfuhrbar, da schon Wasserstoff entwickelt wird, bevor die Potentiale erreicht sind, die erforderlich sind, um die Auflosung zu stoppen. Unter diesen Umstanden bietet der anodische Shut2 eine der wenigen Chancen, die erforderliche und in die Praxis umsetzbare Korrosionsbestandigkeit zu erreichen; aufgrund von veroff entlichten Daten kiinnten sich dazu einige Metalle, darunter nichtrostende Stahle, Titan, Aluminium und Nickel-Chrom-Legierungen eignen. Bevorzugt wurde Titan gewahlt, weil es einerseits moglich ist, eine Korrosionsbestandigkeit in Schwefelsaure betrachtlich zu verbessern (1, 2) und weil es nicht wahr-21. Jahrgang Heft 611970scheinlich schien, dai3 es irgendwelche spezifischen Spannungsgrenzen gibt, welche die Verwendung von po...