1. Rezistența la coroziune a titanului în mediile chimice
1. Acid azotic
Acidul azotic este un acid oxidant. Titanul menține o peliculă densă de oxid pe suprafața sa în acid azotic. Prin urmare, titanul are o rezistență excelentă la coroziune în acid azotic. Viteza de coroziune a titanului crește odată cu creșterea temperaturii soluției de acid azotic. Când temperatura este între 190 și 240 de grade și concentrația este între 20% și 70%, viteza sa de coroziune poate ajunge până la 10 mm/a. Cu toate acestea, adăugarea unei cantități mici de compuși care conțin siliciu la soluția de acid azotic poate inhiba coroziunea acidului azotic la temperatură înaltă pe titan; de exemplu, după adăugarea uleiului de silicon într-o soluție de acid azotic la temperatură înaltă de 40%, viteza de coroziune poate fi redusă la aproape zero. Există, de asemenea, date că sub 500 de grade, titanul are un grad ridicat de rezistență la coroziune în soluție de acid azotic și abur de 40% până la 80%. În acidul azotic fumos, atunci când conținutul de dioxid de azot este mai mare de 2%, conținutul insuficient de apă provoacă o reacție exotermă puternică, ducând la o explozie.
2. Acid sulfuric
Acidul sulfuric este un acid reducător puternic. Titanul are o anumită rezistență la coroziune la soluții de acid sulfuric la temperatură scăzută și cu concentrație scăzută. La 0 grade , poate rezista coroziunii acidului sulfuric cu o concentrație de până la 20%. Pe măsură ce concentrația acidului și temperatura cresc, viteza de coroziune crește. Prin urmare, titanul are o stabilitate slabă în acid sulfuric. Chiar și la temperatura camerei cu oxigen dizolvat, titanul poate rezista doar la coroziunea acidului sulfuric 5%. La 100 de grade, titanul poate rezista doar la coroziunea acidului sulfuric 0,2%. Clorul are un efect inhibitor asupra coroziunii titanului în acid sulfuric, dar la 90 de grade și o concentrație de acid sulfuric de 50%, clorul accelerează coroziunea titanului și chiar provoacă incendiu. Rezistența la coroziune a titanului în acid sulfuric poate fi îmbunătățită prin introducerea de aer, azot sau adăugarea de oxidanți și ioni de metale grele cu valoare înaltă în soluție. Prin urmare, titanul are o valoare practică mică în acid sulfuric.
3. Soluție alcalină
Titanul are o rezistență bună la coroziune în majoritatea soluțiilor alcaline. Viteza de coroziune crește odată cu concentrația și temperatura soluției. Atunci când în soluția alcalină sunt prezente oxigen, amoniac sau dioxid de carbon, coroziunea titanului va fi accelerată. În soluția alcalină care conține oxid de hidrogen, rezistența la coroziune a titanului este foarte slabă. Cu toate acestea, rezistența la coroziune în soluția de hidroxid de sodiu este mai bună decât cea a hidroxidului de potasiu și are o rezistență puternică la coroziune chiar și în soluția de hidroxid de sodiu la temperatură înaltă și cu concentrație mare. De exemplu, viteza de coroziune a titanului în soluție de hidroxid de sodiu 73% la 130 grade este de numai 0,18 mm/a. Titanul este diferit de alte metale prin faptul că nu va produce fisurare prin coroziune sub tensiune în soluția de hidroxid de sodiu, dar expunerea pe termen lung poate produce fragilizarea hidrogenului. Prin urmare, temperatura de utilizare a titanului în soda caustică și alte soluții alcaline ar trebui să fie mai mică sau egală cu 93,33 grade.
4. Clorul
Stabilitatea titanului în clor depinde de conținutul de apă din clor. Cu toate acestea, nu este rezistent la coroziune în clorul uscat și există riscul de a provoca ardere. Prin urmare, materialele de titan trebuie să mențină un anumit conținut de apă atunci când sunt utilizate în clor. Conținutul de apă necesar pentru a menține titanul pasivizat în clor este legat de factori precum presiunea, debitul și temperatura clorului.
5. Medii organice
Titanul are rezistență ridicată la coroziune în benzină, toluen, fenol, formaldehidă, tricloretan, acid acetic, acid citric, acid monocloroacetic etc. La punctul de fierbere și fără umflare, titanul va fi puternic corodat în acid formic sub 25%. În soluțiile care conțin anhidridă acetică, titanul nu numai că va fi puternic corodat în general, dar va produce și coroziune prin pitting. Pentru multe medii organice complexe întâlnite în procesele de sinteză organică, cum ar fi producția de oxid de propilenă, fenol, acetonă, acid cloracetic și alte medii chimice, titanul are o rezistență la coroziune mai bună decât oțelul inoxidabil și alte materiale structurale.
2. Câteva caracteristici locale de coroziune ale titanului
6. Coroziunea în crăpături Titanul are o rezistență deosebit de puternică la coroziunea în crăpături, iar coroziunea în crăpături apare doar în câteva medii chimice. Coroziunea în crăpătură a titanului este strâns legată de temperatură, concentrația de clorură, valoarea pH-ului și dimensiunea fisurii. Conform informațiilor relevante, coroziunea în crăpături este predispusă să apară atunci când temperatura clorului umed este peste 85 de grade. De exemplu, unele fabrici folosesc un turn împachetat pentru a răci direct clorul gazos umed până la 65-70 grade înainte de a intra în răcitorul de titan pentru a îmbunătăți rezistența la coroziunea în crăpături, iar efectul este, de asemenea, semnificativ. Practica a dovedit că scăderea temperaturii este una dintre modalitățile eficiente de a preveni coroziunea fisurilor. Coroziunea cravei de titan a avut loc și în soluția de clorură de sodiu la temperatură înaltă. Pe scurt, pentru piesele și componentele predispuse la coroziune în crăpături, cum ar fi suprafețele de etanșare, rosturile de dilatare dintre foile și tuburile tubulare, schimbătoarele de căldură cu plăci, părțile de contact dintre plăcile turnului și corpurile turnului și elementele de fixare din turnuri, aliaje de titan precum Ti{{ 4}}.2Pd ar trebui folosit. Golurile și zonele stagnante trebuie evitate în timpul proiectării. De exemplu, elementele de fixare din turnuri ar trebui conectate cât mai puțin posibil cu șuruburi. Îmbinarea de dilatare și structura de sudură de etanșare a foilor și tuburilor tubulare este mai bună decât îmbinările de dilatare simple. Pentru suprafețele de etanșare a flanșelor, nu trebuie utilizate tampoane de azbest și trebuie utilizate tampoane de azbest învelite în folie de politetrafluoretilenă.
7. Coroziunea la temperaturi ridicate
Rezistența la coroziune la temperatură înaltă a titanului depinde de caracteristicile mediului și de performanța propriei sale pelicule de oxid de suprafață. Titanul poate fi folosit ca material structural până la 426 de grade în aer sau atmosfere oxidante, dar la aproximativ 250 de grade, titanul începe să absoarbă hidrogen în mod semnificativ. Într-o atmosferă complet de hidrogen, când temperatura crește peste 316 grade, titanul absoarbe hidrogenul și devine fragil. Prin urmare, fără teste extinse, titanul nu trebuie utilizat în echipamente chimice cu o temperatură de peste 330 de grade. Având în vedere absorbția hidrogenului și proprietățile mecanice, temperatura de funcționare a vaselor sub presiune din titan nu trebuie să depășească 250 de grade, iar limita superioară a temperaturii de funcționare a tuburilor de titan pentru schimbătoare de căldură este de aproximativ 316 de grade.
8. Coroziune sub tensiune
Cu excepția câtorva medii individuale, titanul pur industrial are o rezistență excelentă la coroziune prin stres, iar fenomenul de deteriorare a echipamentelor din titan din cauza coroziunii la stres este încă rar. Titanul industrial pasiv produce doar coroziune la stres în medii precum acid azotic fumos, anumite soluții de metanol sau anumite soluții de acid clorhidric, hipocloriți la temperatură înaltă, săruri topite la o temperatură de 300-450 grade sau atmosfere care conțin NaCl, disulfură de carbon, n-hexan și clor uscat. Tendința titanului de a tensiona fisurarea coroziunii în acid azotic crește treptat odată cu creșterea conținutului de NO2 și scăderea conținutului de apă. Tendința de coroziune prin stres a titanului atinge maximul în acid azotic anhidru care conține 20% NO2 liber. Atunci când acidul azotic concentrat conține mai mult de 6,{{10}}% NO2 și mai puțin de 0,7% H2O, titanul pur industrial va suferi, de asemenea, de fisurare prin coroziune sub tensiune chiar și la temperatura camerei. În țara mea s-au produs coroziuni grave și explozii atunci când echipamentele din titan au fost folosite în acid azotic concentrat 98%. Titanul pur industrial este sensibil la fisurarea prin coroziune la stres în soluție de acid clorhidric 10%, iar titanul produce coroziune la stres în soluție de acid clorhidric 0,4% plus metanol. În rezumat, deși titanul are daune prin coroziune prin stres în unele medii speciale, în comparație cu alte metale, titanul are o rezistență bună la fisurarea coroziunii prin stres; titanul are o rezistență puternică la coroziune în acizi și alcaline și poate forma o peliculă de oxid în acizi și alcaline, dar este și condiționat. Sper să vă fie de ajutor atunci când utilizați materialele noastre.
