1. Odporność tytanu na korozję w środowiskach chemicznych
1. Kwas azotowy
Kwas azotowy jest kwasem utleniającym. Tytan utrzymuje gęstą warstwę tlenku na swojej powierzchni w kwasie azotowym. Dlatego tytan ma doskonałą odporność na korozję w kwasie azotowym. Szybkość korozji tytanu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury roztworu kwasu azotowego. Gdy temperatura wynosi od 190 do 240 stopni, a stężenie wynosi od 20% do 70%, szybkość korozji może osiągnąć do 10 mm/rok. Jednak dodanie niewielkiej ilości związków zawierających krzem do roztworu kwasu azotowego może zahamować korozję wysokotemperaturowego kwasu azotowego na tytanie; na przykład po dodaniu oleju silikonowego do 40% wysokotemperaturowego roztworu kwasu azotowego, szybkość korozji może zostać zmniejszona prawie do zera. Istnieją również dane, że poniżej 500 stopni tytan ma wysoki stopień odporności na korozję w 40% do 80% roztworze kwasu azotowego i parze. W dymiącym kwasie azotowym, gdy zawartość dwutlenku azotu wynosi ponad 2%, niewystarczająca zawartość wody powoduje silną reakcję egzotermiczną, skutkującą wybuchem.
2. Kwas siarkowy
Kwas siarkowy jest silnym kwasem redukującym. Tytan ma pewną odporność na korozję w roztworach kwasu siarkowego o niskiej temperaturze i niskim stężeniu. W temperaturze 0 stopnia może oprzeć się korozji kwasu siarkowego o stężeniu do 20%. Wraz ze wzrostem stężenia kwasu i temperatury wzrasta szybkość korozji. Dlatego tytan ma słabą stabilność w kwasie siarkowym. Nawet w temperaturze pokojowej z rozpuszczonym tlenem tytan może oprzeć się korozji tylko 5% kwasu siarkowego. W temperaturze 100 stopni tytan może oprzeć się korozji tylko 0,2% kwasu siarkowego. Chlor ma działanie hamujące korozję tytanu w kwasie siarkowym, ale w temperaturze 90 stopni i stężeniu kwasu siarkowego 50% chlor przyspiesza korozję tytanu, a nawet powoduje pożar. Odporność tytanu na korozję w kwasie siarkowym można poprawić, wprowadzając do roztworu powietrze, azot lub dodając utleniacze i jony metali ciężkich o wysokiej wartościowości. Dlatego tytan ma niewielką wartość praktyczną w kwasie siarkowym.
3. Roztwór alkaliczny
Tytan ma dobrą odporność na korozję w większości roztworów alkalicznych. Szybkość korozji wzrasta wraz ze stężeniem i temperaturą roztworu. Gdy w roztworze alkalicznym obecny jest tlen, amoniak lub dwutlenek węgla, korozja tytanu zostanie przyspieszona. W roztworze alkalicznym zawierającym tlenek wodoru odporność na korozję tytanu jest bardzo słaba. Jednak odporność na korozję w roztworze wodorotlenku sodu jest lepsza niż w wodorotlenku potasu i ma on silną odporność na korozję nawet w roztworze wodorotlenku sodu o wysokiej temperaturze i stężeniu. Na przykład szybkość korozji tytanu w 73% roztworze wodorotlenku sodu w temperaturze 130 stopnia wynosi zaledwie 0,18 mm/rok. Tytan różni się od innych metali tym, że nie będzie powodował pęknięć korozyjnych naprężeniowych w roztworze wodorotlenku sodu, ale długotrwała ekspozycja może powodować kruchość wodorową. Dlatego temperatura stosowania tytanu w sodzie kaustycznej i innych roztworach alkalicznych powinna być mniejsza lub równa 93,33 stopnia.
4. Chlor
Stabilność tytanu w chlorze zależy od zawartości wody w chlorze. Jednak nie jest on odporny na korozję w suchym chlorze i istnieje ryzyko spowodowania zapłonu. Dlatego materiały tytanowe muszą utrzymywać określoną zawartość wody, gdy są stosowane w chlorze. Zawartość wody wymagana do utrzymania tytanu w stanie pasywowanym w chlorze jest związana z takimi czynnikami, jak ciśnienie, szybkość przepływu i temperatura chloru.
5. Media organiczne
Tytan ma wysoką odporność na korozję w benzynie, toluenie, fenolu, formaldehydzie, trichloroetanie, kwasie octowym, kwasie cytrynowym, kwasie monochlorooctowym itp. W temperaturze wrzenia i bez nadmuchania tytan będzie silnie skorodowany w kwasie mrówkowym poniżej 25%. W roztworach zawierających bezwodnik octowy tytan nie tylko będzie silnie skorodowany ogólnie, ale również będzie powodował korozję wżerową. W przypadku wielu złożonych mediów organicznych spotykanych w procesach syntezy organicznej, takich jak produkcja tlenku propylenu, fenolu, acetonu, kwasu chlorooctowego i innych mediów chemicznych, tytan ma lepszą odporność na korozję niż stal nierdzewna i inne materiały konstrukcyjne.
2. Kilka lokalnych cech korozyjnych tytanu
6. Korozja szczelinowa Tytan ma szczególnie silną odporność na korozję szczelinową, a korozja szczelinowa występuje tylko w kilku mediach chemicznych. Korozja szczelinowa tytanu jest ściśle związana z temperaturą, stężeniem chlorków, wartością pH i rozmiarem szczeliny. Zgodnie z odpowiednimi informacjami, korozja szczelinowa jest podatna na występowanie, gdy temperatura mokrego chloru przekracza 85 stopni. Na przykład, niektóre fabryki używają wypełnionej wieży do bezpośredniego chłodzenia mokrego gazu chlorowego do 65-70 stopnia przed wejściem do chłodnicy tytanowej, aby poprawić odporność na korozję szczelinową, a efekt jest również znaczący. Praktyka udowodniła, że obniżenie temperatury jest jednym ze skutecznych sposobów zapobiegania korozji szczelinowej. Korozja szczelinowa tytanu występowała również w roztworze chlorku sodu o wysokiej temperaturze. Krótko mówiąc, w przypadku części i komponentów podatnych na korozję szczelinową, takich jak powierzchnie uszczelniające, złącza dylatacyjne między płytami rurowymi a rurami, płytowe wymienniki ciepła, części stykowe między płytami wieży a korpusami wieży oraz elementy złączne w wieżach, należy stosować stopy tytanu, takie jak Ti-0.2Pd. Podczas projektowania należy unikać szczelin i obszarów zastoju. Na przykład elementy mocujące w wieżach powinny być łączone w jak najmniejszym stopniu za pomocą śrub. Struktura złącza dylatacyjnego i uszczelniającego spawania płyt rurowych i rur jest lepsza niż proste złącza dylatacyjne. W przypadku powierzchni uszczelniających kołnierzy nie należy stosować podkładek azbestowych, a należy stosować podkładki azbestowe owinięte folią politetrafluoroetylenową.
7. Korozja wysokotemperaturowa
Odporność tytanu na korozję w wysokiej temperaturze zależy od właściwości medium i wydajności jego własnej powierzchniowej warstwy tlenku. Tytan może być stosowany jako materiał konstrukcyjny do 426 stopni w powietrzu lub atmosferach utleniających, ale w temperaturze około 250 stopni tytan zaczyna znacząco absorbować wodór. W całkowicie wodorowej atmosferze, gdy temperatura wzrasta powyżej 316 stopni, tytan absorbuje wodór i staje się kruchy. Dlatego bez obszernych testów tytan nie powinien być stosowany w sprzęcie chemicznym o temperaturze powyżej 330 stopni. Biorąc pod uwagę absorpcję wodoru i właściwości mechaniczne, temperatura robocza całkowicie tytanowych naczyń ciśnieniowych nie powinna przekraczać 250 stopni, a górna granica temperatury roboczej rur tytanowych do wymienników ciepła wynosi około 316 stopni.
8. Korozja naprężeniowa
Poza kilkoma indywidualnymi mediami, przemysłowy czysty tytan ma doskonałą odporność na korozję naprężeniową, a zjawisko uszkodzenia sprzętu tytanowego z powodu korozji naprężeniowej jest nadal rzadkie. Przemysłowy pasywny tytan powoduje korozję naprężeniową tylko w mediach takich jak dymiący kwas azotowy, niektóre roztwory metanolu lub niektóre roztwory kwasu solnego, podchloryny wysokotemperaturowe, sole stopione w temperaturze 300-450 stopnia lub atmosfery zawierające NaCl, dwusiarczek węgla, n-heksan i suchy chlor. Tendencja tytanu do pękania korozyjnego naprężeniowego w kwasie azotowym stopniowo wzrasta wraz ze wzrostem zawartości NO2 i spadkiem zawartości wody. Tendencja do korozji naprężeniowej tytanu osiąga maksimum w bezwodnym kwasie azotowym zawierającym 20% wolnego NO2. Gdy stężony kwas azotowy zawiera więcej niż 6.{{10}}% NO2 i mniej niż 0,7% H2O, przemysłowy czysty tytan będzie również cierpieć na pękanie korozyjne naprężeniowe nawet w temperaturze pokojowej. W moim kraju doszło do poważnej korozji naprężeniowej i eksplozji, gdy sprzęt tytanowy był używany w 98% stężonym kwasie azotowym. Przemysłowy czysty tytan jest wrażliwy na korozję naprężeniową w 10% roztworze kwasu solnego, a tytan powoduje korozję naprężeniową w 0,4% roztworze kwasu solnego z dodatkiem metanolu. Podsumowując, chociaż tytan ma uszkodzenia korozyjne naprężeniowe w niektórych specjalnych mediach, w porównaniu z innymi metalami, tytan ma dobrą odporność na korozję naprężeniową; tytan ma silną odporność na korozję w kwasach i zasadach i może tworzyć warstwę tlenkową w kwasach i zasadach, ale jest również warunkowy. Mam nadzieję, że będzie to dla Ciebie pomocne podczas korzystania z naszych materiałów.
