1. Corrosiebestendigheid van titanium in chemische media
1. Salpeterzuur
Salpeterzuur is een oxiderend zuur. Titanium behoudt een dichte oxidefilm op zijn oppervlak in salpeterzuur. Daarom heeft titanium een uitstekende corrosiebestendigheid in salpeterzuur. De corrosiesnelheid van titanium neemt toe met de toename van de temperatuur van de salpeterzuuroplossing. Wanneer de temperatuur tussen 190 en 240 graden ligt en de concentratie tussen 20% en 70%, kan de corrosiesnelheid oplopen tot 10 mm/a. Het toevoegen van een kleine hoeveelheid siliciumhoudende verbindingen aan de salpeterzuuroplossing kan echter de corrosie van salpeterzuur op hoge temperatuur op titanium remmen; bijvoorbeeld, na het toevoegen van siliconenolie aan een 40% salpeterzuuroplossing op hoge temperatuur, kan de corrosiesnelheid tot bijna nul worden teruggebracht. Er zijn ook gegevens dat titanium onder de 500 graden een hoge mate van corrosiebestendigheid heeft in 40% tot 80% salpeterzuuroplossing en stoom. Bij rokend salpeterzuur, wanneer het stikstofdioxidegehalte meer dan 2% is, veroorzaakt het onvoldoende watergehalte een sterke exotherme reactie, wat resulteert in een explosie.
2. Zwavelzuur
Zwavelzuur is een sterk reducerend zuur. Titanium heeft een bepaalde corrosiebestendigheid tegen lage temperaturen en lage concentraties zwavelzuuroplossingen. Bij 0 graden kan het corrosie van zwavelzuur met een concentratie tot 20% weerstaan. Naarmate de concentratie van het zuur en de temperatuur toenemen, neemt de corrosiesnelheid toe. Daarom heeft titanium een slechte stabiliteit in zwavelzuur. Zelfs bij kamertemperatuur met opgeloste zuurstof kan titanium alleen corrosie van 5% zwavelzuur weerstaan. Bij 100 graden kan titanium alleen corrosie van 0,2% zwavelzuur weerstaan. Chloor heeft een remmende werking op de corrosie van titanium in zwavelzuur, maar bij 90 graden en een zwavelzuurconcentratie van 50% versnelt chloor de corrosie van titanium en veroorzaakt zelfs brand. De corrosiebestendigheid van titanium in zwavelzuur kan worden verbeterd door lucht, stikstof of oxidatiemiddelen en hoogvalente zware metaalionen aan de oplossing toe te voegen. Daarom heeft titanium in zwavelzuur weinig praktische waarde.
3. Alkali-oplossing
Titanium heeft een goede corrosiebestendigheid in de meeste alkalische oplossingen. De corrosiesnelheid neemt toe met de concentratie en temperatuur van de oplossing. Wanneer zuurstof, ammoniak of koolstofdioxide aanwezig zijn in de alkalische oplossing, zal de corrosie van titanium worden versneld. In de alkalische oplossing die waterstofoxide bevat, is de corrosiebestendigheid van titanium erg slecht. De corrosiebestendigheid in natriumhydroxideoplossing is echter beter dan die in kaliumhydroxide, en het heeft een sterke corrosiebestendigheid, zelfs in natriumhydroxideoplossing met hoge temperatuur en hoge concentratie. Bijvoorbeeld, de corrosiesnelheid van titanium in 73% natriumhydroxideoplossing bij 130 graden is slechts 0,18 mm/a. Titanium verschilt van andere metalen doordat het geen spanningscorrosie zal veroorzaken in natriumhydroxideoplossing, maar langdurige blootstelling kan waterstofbrosheid veroorzaken. Daarom moet de gebruikstemperatuur van titanium in natronloog en andere alkalische oplossingen Minder dan of gelijk zijn aan 93,33 graden.
4. Chloor
De stabiliteit van titanium in chloor hangt af van het watergehalte in chloor. Het is echter niet corrosiebestendig in droog chloor en er is een risico op verbranding. Daarom moeten titaniummaterialen een bepaald watergehalte behouden bij gebruik in chloor. Het watergehalte dat nodig is om titanium gepassiveerd te houden in chloor, is gerelateerd aan factoren zoals de druk, stroomsnelheid en temperatuur van chloor.
5. Organische media
Titanium heeft een hoge corrosiebestendigheid in benzine, tolueen, fenol, formaldehyde, trichloorethaan, azijnzuur, citroenzuur, monochloorazijnzuur, enz. Bij het kookpunt en zonder inflatie zal titanium ernstig gecorrodeerd worden in mierenzuur onder de 25%. In oplossingen die azijnzuuranhydride bevatten, zal titanium niet alleen ernstig gecorrodeerd worden, maar ook putcorrosie veroorzaken. Voor veel complexe organische media die worden aangetroffen in organische syntheseprocessen, zoals bij de productie van propyleenoxide, fenol, aceton, chloorazijnzuur en andere chemische media, heeft titanium een betere corrosiebestendigheid dan roestvrij staal en andere structurele materialen.
2. Verschillende lokale corrosie-eigenschappen van titanium
6. Spleetcorrosie Titanium heeft een bijzonder sterke weerstand tegen spleetcorrosie, en spleetcorrosie treedt alleen op in een paar chemische media. Spleetcorrosie van titanium is nauw verbonden met temperatuur, chlorideconcentratie, pH-waarde en de grootte van de spleet. Volgens relevante informatie is spleetcorrosie vatbaar voor optreden wanneer de temperatuur van nat chloor boven de 85 graden is. Sommige fabrieken gebruiken bijvoorbeeld een gepakte toren om het natte chloorgas direct te koelen tot 65-70 graden voordat het de titaniumkoeler binnengaat om de weerstand tegen spleetcorrosie te verbeteren, en het effect is ook aanzienlijk. De praktijk heeft bewezen dat het verlagen van de temperatuur een van de effectieve manieren is om spleetcorrosie te voorkomen. Spleetcorrosie van titanium is ook opgetreden in een hogetemperatuuroplossing van natriumchloride. Kortom, voor onderdelen en componenten die gevoelig zijn voor spleetcorrosie, zoals afdichtingsoppervlakken, uitzetvoegen tussen buisplaten en buizen, platenwarmtewisselaars, contactdelen tussen torenplaten en torenlichamen, en bevestigingsmiddelen in torens, moeten titaniumlegeringen zoals Ti-0.2Pd worden gebruikt. Gaten en stilstaande gebieden moeten tijdens het ontwerp worden vermeden. Bevestigingsmiddelen in torens moeten bijvoorbeeld zo min mogelijk met bouten worden verbonden. De uitzetvoeg en afdichtingslasstructuur van buisplaten en buizen is beter dan eenvoudige uitzetvoegen. Voor flensafdichtingsoppervlakken mogen geen asbestpads worden gebruikt en moeten asbestpads omwikkeld met polytetrafluorethyleenfolie worden gebruikt.
7. Corrosie bij hoge temperaturen
De corrosiebestendigheid bij hoge temperaturen van titanium hangt af van de eigenschappen van het medium en de prestaties van zijn eigen oppervlakte-oxidefilm. Titanium kan worden gebruikt als structureel materiaal tot 426 graden in lucht of oxiderende atmosferen, maar bij ongeveer 250 graden begint titanium waterstof aanzienlijk te absorberen. In een volledig waterstofatmosfeer, wanneer de temperatuur stijgt tot boven 316 graden, absorbeert titanium waterstof en wordt broos. Daarom mag titanium, zonder uitgebreide tests, niet worden gebruikt in chemische apparatuur met een temperatuur boven 330 graden. Gezien de waterstofabsorptie en mechanische eigenschappen, mag de bedrijfstemperatuur van volledig titanium drukvaten niet hoger zijn dan 250 graden en de bovengrens van de bedrijfstemperatuur van titaniumbuizen voor warmtewisselaars is ongeveer 316 graden.
8. Spanningscorrosie
Behalve een paar individuele media heeft industrieel zuiver titanium een uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie en is het fenomeen van schade aan titaniumapparatuur door spanningscorrosie nog steeds zeldzaam. Industrieel passief titanium produceert alleen spanningscorrosie in media zoals rokend salpeterzuur, bepaalde methanoloplossingen of bepaalde zoutzuuroplossingen, hogetemperatuurhypochlorieten, gesmolten zouten bij een temperatuur van 300-450 graden of NaCl-bevattende atmosferen, koolstofdisulfide, n-hexaan en droog chloor. De neiging van titanium tot spanningscorrosiescheuren in salpeterzuur neemt geleidelijk toe met de toename van het NO2-gehalte en de afname van het watergehalte. De neiging tot spanningscorrosie van titanium bereikt zijn maximum in watervrij salpeterzuur dat 20% vrij NO2 bevat. Wanneer geconcentreerd salpeterzuur meer dan 6,{{10}}% NO2 en minder dan 0,7% H2O bevat, zal industrieel zuiver titanium ook last hebben van spanningscorrosiescheuren, zelfs bij kamertemperatuur. Ernstige spanningscorrosie en explosies hebben zich in mijn land voorgedaan toen titaniumapparatuur werd gebruikt in 98% geconcentreerd salpeterzuur. Industrieel puur titanium is gevoelig voor spanningscorrosiescheuren in 10% zoutzuuroplossing, en titanium produceert spanningscorrosie in 0,4% zoutzuur plus methanoloplossing. Samenvattend, hoewel titanium spanningscorrosieschade heeft in sommige speciale media, heeft titanium vergeleken met andere metalen een goede weerstand tegen spanningscorrosiescheuren; titanium heeft een sterke corrosieweerstand in zuren en alkaliën, en het kan een oxidefilm vormen in zuren en alkaliën, maar het is ook voorwaardelijk. Ik hoop dat het nuttig voor u zal zijn bij het gebruik van onze materialen.
