1. Корозионна устойчивост на титан в химически среди
1. Азотна киселина
Азотната киселина е окислителна киселина. Титанът поддържа плътен оксиден филм на повърхността си в азотна киселина. Следователно титанът има отлична устойчивост на корозия в азотна киселина. Скоростта на корозия на титана се увеличава с повишаване на температурата на разтвора на азотна киселина. Когато температурата е между 190 и 240 градуса и концентрацията е между 20% и 70%, скоростта на корозия може да достигне до 10 mm/a. Въпреки това, добавянето на малко количество силиций-съдържащи съединения към разтвора на азотна киселина може да инхибира корозията на високотемпературна азотна киселина върху титан; например, след добавяне на силиконово масло към 40% високотемпературен разтвор на азотна киселина, скоростта на корозия може да бъде намалена почти до нула. Има също данни, че под 500 градуса титанът има висока степен на устойчивост на корозия в 40% до 80% разтвор на азотна киселина и пара. При димяща азотна киселина, когато съдържанието на азотен диоксид е повече от 2%, недостатъчното съдържание на вода предизвиква силна екзотермична реакция, водеща до експлозия.
2. Сярна киселина
Сярната киселина е силна редуцираща киселина. Титанът има известна устойчивост на корозия към разтвори на сярна киселина с ниска температура и ниска концентрация. При 0 градуса, той може да устои на корозия на сярна киселина с концентрация до 20%. С увеличаването на концентрацията на киселината и температурата скоростта на корозия се увеличава. Следователно титанът има слаба стабилност в сярна киселина. Дори при стайна температура с разтворен кислород, титанът може да устои на корозия само на 5% сярна киселина. При 100 градуса титанът може да устои на корозия само от 0,2% сярна киселина. Хлорът има инхибиторен ефект върху корозията на титан в сярна киселина, но при 90 градуса и концентрация на сярна киселина от 50%, хлорът ускорява корозията на титана и дори причинява пожар. Устойчивостта на корозия на титан в сярна киселина може да бъде подобрена чрез въвеждане на въздух, азот или добавяне на окислители и йони на тежки метали с висока валентност в разтвора. Следователно титанът има малка практическа стойност в сярната киселина.
3. Алкален разтвор
Титанът има добра устойчивост на корозия в повечето алкални разтвори. Скоростта на корозия се увеличава с концентрацията и температурата на разтвора. Когато в алкалния разтвор присъстват кислород, амоняк или въглероден диоксид, корозията на титана ще се ускори. В алкалния разтвор, съдържащ водороден оксид, устойчивостта на корозия на титана е много лоша. Въпреки това устойчивостта на корозия в разтвор на натриев хидроксид е по-добра от тази в калиев хидроксид и има силна устойчивост на корозия дори при висока температура и висока концентрация на разтвор на натриев хидроксид. Например скоростта на корозия на титан в 73% разтвор на натриев хидроксид при 130 градуса е само 0,18 mm/a. Титанът е различен от другите метали по това, че няма да предизвика корозионно напукване под напрежение в разтвор на натриев хидроксид, но дългосрочното излагане може да доведе до водородна крехкост. Следователно температурата на използване на титан в сода каустик и други алкални разтвори трябва да бъде по-малка или равна на 93,33 градуса.
4. Хлор
Стабилността на титана в хлор зависи от съдържанието на вода в хлора. Той обаче не е устойчив на корозия в сух хлор и съществува риск от предизвикване на изгаряне. Следователно титановите материали трябва да поддържат определено съдържание на вода, когато се използват в хлор. Съдържанието на вода, необходимо за поддържане на титана пасивиран в хлор, е свързано с фактори като налягането, скоростта на потока и температурата на хлора.
5. Органични среди
Титанът има висока устойчивост на корозия в бензин, толуен, фенол, формалдехид, трихлоретан, оцетна киселина, лимонена киселина, монохлороцетна киселина и др. При точка на кипене и без инфлация титанът ще бъде силно корозирал в мравчена киселина под 25%. В разтвори, съдържащи оцетен анхидрид, титанът не само ще бъде силно корозирал като цяло, но също така ще предизвика точкова корозия. За много сложни органични среди, срещани в процесите на органичен синтез, като например при производството на пропилей оксид, фенол, ацетон, хлороцетна киселина и други химически среди, титанът има по-добра устойчивост на корозия от неръждаемата стомана и други структурни материали.
2. Няколко локални корозионни характеристики на титан
6. Корозия в цепнатини Титанът има особено силна устойчивост на корозия в цепнатини, а корозията в цепнатини възниква само в няколко химически среди. Пукнатината на титана е тясно свързана с температурата, концентрацията на хлорид, pH стойността и размера на пукнатината. Според съответната информация, корозията в пукнатините е склонна да се появи, когато температурата на мокрия хлор е над 85 градуса. Например, някои фабрики използват набита кула за директно охлаждане на мокрия хлорен газ до 65-70 степен, преди да влезе в титановия охладител, за да подобрят устойчивостта на корозия в пукнатини, и ефектът също е значителен. Практиката е доказала, че понижаването на температурата е един от ефективните начини за предотвратяване на корозията в пукнатините. Корозия на титанова пукнатина също се е появила в разтвор на натриев хлорид при висока температура. Накратко, за части и компоненти, податливи на корозия в пукнатини, като уплътнителни повърхности, разширителни фуги между тръбни листове и тръби, пластинчати топлообменници, контактни части между плочи на кула и тела на кула и крепежни елементи в кули, титанови сплави като Ti{{ 4}}.2Pd трябва да се използва. По време на проектирането трябва да се избягват пропуски и застояли зони. Например, крепежните елементи в кулите трябва да бъдат свързани възможно най-малко с болтове. Разширителната фуга и уплътнителната заваръчна структура на тръбни листове и тръби е по-добра от обикновените разширителни фуги. За уплътнителни повърхности на фланци не трябва да се използват азбестови подложки, а азбестови подложки, обвити в политетрафлуоретиленов филм.
7. Високотемпературна корозия
Високотемпературната корозионна устойчивост на титана зависи от характеристиките на средата и производителността на собствения му повърхностен оксиден филм. Титанът може да се използва като структурен материал до 426 градуса във въздух или окислителна атмосфера, но при около 250 градуса титанът започва значително да абсорбира водород. В напълно водородна атмосфера, когато температурата се повиши до над 316 градуса, титанът абсорбира водород и става чуплив. Следователно, без обширни тестове, титанът не трябва да се използва в химическо оборудване с температура над 330 градуса. Като се има предвид абсорбцията на водород и механичните свойства, работната температура на изцяло титанови съдове под налягане не трябва да надвишава 250 градуса, а горната граница на работната температура на титаниевите тръби за топлообменници е около 316 градуса.
8. Стрес корозия
С изключение на няколко отделни среди, промишленият чист титан има отлична устойчивост на корозия под напрежение и феноменът на повреда на титаниево оборудване поради корозия под напрежение все още е рядък. Индустриалният пасивен титан предизвиква само корозия под напрежение в среди като димяща азотна киселина, определени метанолови разтвори или определени разтвори на солна киселина, високотемпературни хипохлорити, разтопени соли при температура от 300-450 градуса или атмосфери, съдържащи NaCl, въглероден дисулфид, n-хексан и сух хлор. Склонността на титана към корозионно напукване под напрежение в азотна киселина постепенно се увеличава с увеличаване на съдържанието на NO2 и намаляване на съдържанието на вода. Склонността на титана към корозия под напрежение достига своя максимум в безводна азотна киселина, съдържаща 20% свободен NO2. Когато концентрираната азотна киселина съдържа повече от 6.{{10}}% NO2 и по-малко от 0,7% H2O, промишленият чист титан също ще страда от корозионно напукване дори при стайна температура. Сериозна корозия под напрежение и експлозии са възникнали в моята страна, когато титаниево оборудване е било използвано в 98% концентрирана азотна киселина. Индустриалният чист титан е чувствителен към корозионно напукване при напрежение в 10% разтвор на солна киселина, а титанът предизвиква корозия под напрежение в 0,4% разтвор на солна киселина плюс метанол. В обобщение, въпреки че титанът има увреждане от корозия под напрежение в някои специални среди, в сравнение с други метали, титанът има добра устойчивост на корозионно напукване под напрежение; титанът има силна устойчивост на корозия в киселини и основи и може да образува оксиден филм в киселини и основи, но също така е условен. Надявам се, че ще ви бъде полезно, когато използвате нашите материали.
