1. Otpornost titanijuma na koroziju u hemijskim medijima
1. Azotna kiselina
Dušična kiselina je oksidirajuća kiselina. Titanijum održava gust oksidni film na svojoj površini u dušičnoj kiselini. Stoga, titan ima odličnu otpornost na koroziju u dušičnoj kiselini. Brzina korozije titanijuma se povećava sa povećanjem temperature rastvora azotne kiseline. Kada je temperatura između 190 i 240 stepeni, a koncentracija između 20% i 70%, njegova stopa korozije može dostići i do 10 mm/a. Međutim, dodavanje male količine jedinjenja koja sadrži silicijum u rastvor azotne kiseline može inhibirati koroziju azotne kiseline na visokoj temperaturi na titanijumu; na primjer, nakon dodavanja silikonskog ulja u 40% visokotemperaturnu otopinu dušične kiseline, stopa korozije se može smanjiti na gotovo nulu. Takođe postoje podaci da ispod 500 stepeni, titanijum ima visok stepen otpornosti na koroziju u 40% do 80% rastvoru azotne kiseline i pare. U dimećoj dušičnoj kiselini, kada je sadržaj dušikovog dioksida veći od 2%, nedovoljan sadržaj vode uzrokuje snažnu egzotermnu reakciju, što rezultira eksplozijom.
2. Sumporna kiselina
Sumporna kiselina je jaka redukujuća kiselina. Titanijum ima određenu otpornost na koroziju na rastvore sumporne kiseline niske temperature i niske koncentracije. Na 0 stepenu može izdržati koroziju sumporne kiseline sa koncentracijom do 20%. Kako se koncentracija kiseline i temperatura povećavaju, brzina korozije se povećava. Zbog toga titanijum ima slabu stabilnost u sumpornoj kiselini. Čak i na sobnoj temperaturi sa rastvorenim kiseonikom, titanijum može da odoli koroziji samo 5% sumporne kiseline. Na 100 stepeni, titanijum može da odoli koroziji samo od 0,2% sumporne kiseline. Klor ima inhibitorni efekat na koroziju titana u sumpornoj kiselini, ali pri 90 stepeni i koncentraciji sumporne kiseline od 50% hlor ubrzava koroziju titana, pa čak i izaziva požar. Otpornost titana na koroziju u sumpornoj kiselini može se poboljšati uvođenjem zraka, dušika ili dodavanjem oksidansa i visokovalentnih iona teških metala u otopinu. Stoga titan ima malu praktičnu vrijednost u sumpornoj kiselini.
3. Alkalni rastvor
Titanijum ima dobru otpornost na koroziju u većini alkalnih rastvora. Brzina korozije raste s koncentracijom i temperaturom otopine. Kada su kisik, amonijak ili ugljični dioksid prisutni u alkalnoj otopini, korozija titana će se ubrzati. U alkalnom rastvoru koji sadrži vodonik oksid, otpornost na koroziju titanijuma je veoma loša. Međutim, otpornost na koroziju u otopini natrijevog hidroksida je bolja od one u kalijevom hidroksidu, a ima jaku otpornost na koroziju čak i na visokoj temperaturi i visokoj koncentraciji otopine natrijevog hidroksida. Na primjer, stopa korozije titanijuma u 73% rastvoru natrijum hidroksida na 130 stepeni je samo 0,18 mm/a. Titanijum se razlikuje od drugih metala po tome što neće izazvati koroziono pucanje pod naponom u rastvoru natrijum hidroksida, ali dugotrajno izlaganje može dovesti do vodonične krtosti. Stoga, temperatura upotrebe titanijuma u kaustičnoj sodi i drugim alkalnim rastvorima treba da bude manja ili jednaka 93,33 stepena.
4. Hlor
Stabilnost titanijuma u hloru zavisi od sadržaja vode u hloru. Međutim, nije otporan na koroziju u suhom hloru i postoji opasnost od izgaranja. Stoga titanijumski materijali moraju održavati određeni sadržaj vode kada se koriste u hloru. Sadržaj vode potreban da se titanijum pasivizira u hloru povezan je sa faktorima kao što su pritisak, brzina protoka i temperatura hlora.
5. Organski mediji
Titanijum ima visoku otpornost na koroziju u benzinu, toluenu, fenolu, formaldehidu, trihloroetanu, sirćetnoj kiselini, limunskoj kiselini, monohlorosirćetnoj kiselini, itd. Na tački ključanja i bez naduvavanja, titan će biti jako korodiran u mravljoj kiselini ispod 25%. U rastvorima koji sadrže anhidrid octene kiseline, titanijum ne samo da će biti ozbiljno korodiran, već će takođe izazvati koroziju u obliku rupica. Za mnoge složene organske medije koji se susreću u procesima organske sinteze, kao što je proizvodnja propilen oksida, fenola, acetona, hloroctene kiseline i drugih hemijskih medija, titan ima bolju otpornost na koroziju od nerđajućeg čelika i drugih strukturnih materijala.
2. Nekoliko lokalnih karakteristika korozije titanijuma
6. Korozija pukotina Titanijum ima posebno jaku otpornost na koroziju u pukotinama, a pukotina korozija se javlja samo u nekoliko hemijskih medija. Pukotina korozija titana je usko povezana s temperaturom, koncentracijom klorida, pH vrijednošću i veličinom pukotina. Prema relevantnim informacijama, pukotna korozija je sklona nastanku kada je temperatura vlažnog hlora iznad 85 stepeni. Na primjer, neke fabrike koriste nabijeni toranj za direktno hlađenje vlažnog plina hlora do 65-70 stepena prije ulaska u hladnjak od titanijuma kako bi se poboljšala otpornost na koroziju u pukotinama, a efekat je također značajan. Praksa je dokazala da je snižavanje temperature jedan od efikasnih načina za sprečavanje korozije pukotina. Korozija titanijumskih pukotina takođe se javlja u visokotemperaturnom rastvoru natrijum hlorida. Ukratko, za dijelove i komponente sklone koroziji u pukotinama, kao što su zaptivne površine, dilatacijski spojevi između cijevnih listova i cijevi, pločasti izmjenjivači topline, kontaktni dijelovi između ploča i tijela tornja, te spojni elementi u stubovima, legure titana kao što je Ti{{ 4}}.2Pd treba koristiti. Za vrijeme projektovanja treba izbjegavati praznine i stagnirajuća područja. Na primjer, pričvršćivači u tornjevima trebaju biti povezani što je manje moguće vijcima. Struktura dilatacije i zavarivanja za zavarivanje cijevnih listova i cijevi je bolja od jednostavnih dilatacijskih spojeva. Za prirubničke zaptivne površine ne treba koristiti azbestne jastučiće, a treba koristiti azbestne jastučiće omotane politetrafluoroetilenom.
7. Visokotemperaturna korozija
Otpornost titanijuma na koroziju pri visokim temperaturama zavisi od karakteristika medija i performansi njegovog sopstvenog površinskog oksidnog filma. Titanijum se može koristiti kao strukturni materijal do 426 stepeni u vazduhu ili oksidacionoj atmosferi, ali na oko 250 stepeni, titan počinje značajno da apsorbuje vodonik. U atmosferi potpuno vodika, kada temperatura poraste na iznad 316 stepeni, titan apsorbuje vodonik i postaje krt. Stoga, bez opsežnog ispitivanja, titanijum se ne bi trebao koristiti u hemijskoj opremi sa temperaturom iznad 330 stepeni. S obzirom na apsorpciju vodonika i mehanička svojstva, radna temperatura potpuno titanijumskih posuda pod pritiskom ne sme da prelazi 250 stepeni, a gornja granica radne temperature titanijumskih cevi za izmenjivače toplote je oko 316 stepeni.
8. Stresna korozija
Osim nekoliko pojedinačnih medija, industrijski čisti titanijum ima odličnu otpornost na koroziju pod naponom, a pojava oštećenja opreme od titanijuma usled korozije pod stresom je još uvek retka. Industrijski pasivni titan proizvodi samo napregnutu koroziju u medijima kao što su dimeća dušična kiselina, određene otopine metanola ili određene otopine klorovodične kiseline, visokotemperaturni hipokloriti, rastaljene soli na temperaturi od 300-450 stepeni ili atmosfere koje sadrže NaCl, ugljični disulfid, n-heksan i suvi hlor. Sklonost titana ka korozijskom pucanju pod naponom u dušičnoj kiselini postepeno raste s povećanjem sadržaja NO2 i smanjenjem sadržaja vode. Sklonost koroziji pod stresom titanijuma dostiže svoj maksimum u bezvodnoj azotnoj kiselini koja sadrži 20% slobodnog NO2. Kada koncentrovana azotna kiselina sadrži više od 6.{{10}}% NO2 i manje od 0,7% H2O, industrijski čisti titanijum će takođe patiti od pucanja usled korozije pod naprezanjem čak i na sobnoj temperaturi. Ozbiljna korozija pod stresom i eksplozije dogodile su se u mojoj zemlji kada se oprema od titana koristila u 98% koncentrovanoj dušičnoj kiselini. Industrijski čisti titanijum je osetljiv na koroziono pucanje pod naponom u 10% rastvoru hlorovodonične kiseline, a titanijum proizvodi koroziju pod naponom u 0,4% rastvoru hlorovodonične kiseline plus metanola. Ukratko, iako titanijum ima oštećenja od korozije pod naponom u nekim specijalnim medijima, u poređenju sa drugim metalima, titanijum ima dobru otpornost na pucanje korozije pod naponom; titan ima jaku otpornost na koroziju u kiselinama i alkalijama, a može formirati oksidni film u kiselinama i alkalijama, ali je i uslovna. Nadam se da će vam biti od pomoći kada koristite naše materijale.
