1. Odolnosť titánu proti korózii v chemických médiách
1. Kyselina dusičná
Kyselina dusičná je oxidačná kyselina. Titán si v kyseline dusičnej udržuje na svojom povrchu hustý oxidový film. Preto má titán vynikajúcu odolnosť proti korózii v kyseline dusičnej. Rýchlosť korózie titánu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou roztoku kyseliny dusičnej. Keď je teplota medzi 190 a 240 stupňami a koncentrácia je medzi 20 % a 70 %, rýchlosť korózie môže dosiahnuť až 10 mm/rok. Avšak pridanie malého množstva zlúčenín obsahujúcich kremík do roztoku kyseliny dusičnej môže inhibovať koróziu vysokoteplotnej kyseliny dusičnej na titáne; napríklad po pridaní silikónového oleja do 40 % vysokoteplotného roztoku kyseliny dusičnej možno rýchlosť korózie znížiť takmer na nulu. Existujú tiež údaje, že pod 500 stupňov má titán vysoký stupeň odolnosti proti korózii v 40% až 80% roztoku kyseliny dusičnej a pare. V dymovej kyseline dusičnej, keď je obsah oxidu dusičitého vyšší ako 2 %, nedostatočný obsah vody spôsobí silnú exotermickú reakciu, ktorá má za následok výbuch.
2. Kyselina sírová
Kyselina sírová je silná redukčná kyselina. Titán má určitú odolnosť voči korózii voči nízkoteplotným a nízkokoncentrovaným roztokom kyseliny sírovej. Pri 0 stupňoch môže odolávať korózii kyseliny sírovej s koncentráciou až 20 %. So zvyšujúcou sa koncentráciou kyseliny a teplotou sa zvyšuje rýchlosť korózie. Preto má titán zlú stabilitu v kyseline sírovej. Dokonca aj pri izbovej teplote s rozpusteným kyslíkom môže titán odolávať korózii iba 5% kyselinou sírovou. Pri 100 stupňoch môže titán odolávať iba korózii 0,2% kyseliny sírovej. Chlór má inhibičný účinok na koróziu titánu v kyseline sírovej, ale pri 90 stupňoch a koncentrácii kyseliny sírovej 50% chlór urýchľuje koróziu titánu a dokonca spôsobuje požiar. Odolnosť titánu v kyseline sírovej proti korózii sa môže zlepšiť zavedením vzduchu, dusíka alebo pridaním oxidantov a vysokomocných iónov ťažkých kovov do roztoku. Preto má titán v kyseline sírovej malú praktickú hodnotu.
3. Alkalický roztok
Titán má dobrú odolnosť proti korózii vo väčšine alkalických roztokov. Rýchlosť korózie sa zvyšuje s koncentráciou a teplotou roztoku. Ak je v alkalickom roztoku prítomný kyslík, amoniak alebo oxid uhličitý, korózia titánu sa urýchli. V alkalickom roztoku obsahujúcom oxid vodíka je odolnosť titánu voči korózii veľmi nízka. Odolnosť proti korózii v roztoku hydroxidu sodného je však lepšia ako v hydroxide draselnom a má silnú odolnosť proti korózii aj vo vysokoteplotnom a vysoko koncentrovanom roztoku hydroxidu sodného. Napríklad rýchlosť korózie titánu v 73 % roztoku hydroxidu sodného pri 130 stupňoch je len 0,18 mm/rok. Titán sa líši od iných kovov v tom, že v roztoku hydroxidu sodného nespôsobuje korózne praskanie pod napätím, ale dlhodobé vystavenie môže spôsobiť vodíkové skrehnutie. Preto by teplota použitia titánu v hydroxide sodnom a iných alkalických roztokoch mala byť menšia alebo rovná 93,33 stupňa.
4. Chlór
Stabilita titánu v chlóre závisí od obsahu vody v chlóre. V suchom chlóre však nie je odolný voči korózii a hrozí nebezpečenstvo horenia. Preto si titánové materiály musia pri použití v chlóre zachovať určitý obsah vody. Obsah vody potrebný na udržanie titánu pasivovaného v chlóre súvisí s faktormi, ako je tlak, prietok a teplota chlóru.
5. Organické médiá
Titán má vysokú odolnosť proti korózii v benzíne, toluéne, fenole, formaldehyde, trichlóretáne, kyseline octovej, kyseline citrónovej, kyseline monochlóroctovej atď. Pri bode varu a bez nafukovania bude titán silne korodovaný v kyseline mravčej pod 25 %. V roztokoch obsahujúcich anhydrid kyseliny octovej bude titán nielen celkovo silne korodovaný, ale spôsobí aj bodovú koróziu. Pre mnoho zložitých organických médií, s ktorými sa stretávame v procesoch organickej syntézy, ako napríklad pri výrobe propylénoxidu, fenolu, acetónu, kyseliny chlóroctovej a iných chemických médií, má titán lepšiu odolnosť proti korózii ako nehrdzavejúca oceľ a iné konštrukčné materiály.
2. Niekoľko lokálnych koróznych charakteristík titánu
6. Štrbinová korózia Titán má obzvlášť silnú odolnosť proti štrbinovej korózii a štrbinová korózia sa vyskytuje len v niekoľkých chemických médiách. Štrbinová korózia titánu úzko súvisí s teplotou, koncentráciou chloridov, hodnotou pH a veľkosťou štrbiny. Podľa relevantných informácií je štrbinová korózia náchylná na výskyt, keď je teplota vlhkého chlóru vyššia ako 85 stupňov. Napríklad niektoré továrne používajú násypnú vežu na priame chladenie mokrého plynného chlóru na 65-70 stupeň pred vstupom do titánového chladiča, aby sa zlepšila odolnosť voči štrbinovej korózii, a tento efekt je tiež významný. Prax ukázala, že znižovanie teploty je jedným z účinných spôsobov, ako zabrániť štrbinovej korózii. Trhlinová korózia titánu sa vyskytla aj vo vysokoteplotnom roztoku chloridu sodného. Stručne povedané, pre diely a komponenty náchylné na štrbinovú koróziu, ako sú tesniace povrchy, dilatačné spoje medzi rúrkami a rúrkami, doskové výmenníky tepla, kontaktné časti medzi doskami veže a telesami veží a spojovacie prvky vo vežiach, zliatiny titánu, ako je Ti{{ 4}}.2Pd by sa malo použiť. Počas navrhovania by ste sa mali vyhnúť medzerám a stagnujúcim oblastiam. Napríklad upevňovacie prvky vo vežiach by mali byť čo najmenej spojené skrutkami. Štruktúra dilatačného spoja a tesniaceho zvárania rúrok a rúrok je lepšia ako jednoduché dilatačné spoje. Na tesniace plochy prírub by sa nemali používať azbestové podložky a mali by sa použiť azbestové podložky obalené polytetrafluóretylénovou fóliou.
7. Vysokoteplotná korózia
Odolnosť titánu proti korózii pri vysokej teplote závisí od charakteristík média a výkonu jeho vlastného povrchového oxidového filmu. Titán môže byť použitý ako konštrukčný materiál až do 426 stupňov vo vzduchu alebo v oxidačných atmosférach, ale pri teplote okolo 250 stupňov začne titán výrazne absorbovať vodík. V úplne vodíkovej atmosfére, keď teplota stúpne nad 316 stupňov, titán absorbuje vodík a stáva sa krehkým. Preto bez rozsiahleho testovania by sa titán nemal používať v chemických zariadeniach s teplotou nad 330 stupňov. Vzhľadom na absorpciu vodíka a mechanické vlastnosti prevádzková teplota celotitánových tlakových nádob nesmie prekročiť 250 stupňov a horná hranica prevádzkovej teploty titánových rúrok pre výmenníky tepla je asi 316 stupňov.
8. Stresová korózia
S výnimkou niekoľkých jednotlivých médií má priemyselný čistý titán vynikajúcu odolnosť proti korózii pod napätím a jav poškodenia titánového zariadenia v dôsledku korózie pod napätím je stále zriedkavý. Priemyselný pasívny titán spôsobuje koróziu pod napätím iba v médiách, ako je dymivá kyselina dusičná, určité roztoky metanolu alebo určité roztoky kyseliny chlorovodíkovej, vysokoteplotné chlórnany, roztavené soli pri teplote 300-450 stupňa alebo atmosféra obsahujúca NaCl, sírouhlík, n-hexán a suchý chlór. Tendencia titánu k napäťovému koróznemu praskaniu v kyseline dusičnej sa postupne zvyšuje so zvyšovaním obsahu NO2 a znižovaním obsahu vody. Tendencia titánovej korózie pod napätím dosahuje maximum v bezvodej kyseline dusičnej s obsahom 20% voľného NO2. Keď koncentrovaná kyselina dusičná obsahuje viac ako 6 {{1{15}}}} % NO2 a menej ako 0,7 % H2O, priemyselne čistý titán bude tiež trpieť koróznym praskaním aj pri izbovej teplote. Keď sa titánové zariadenie použilo v 98 % koncentrovanej kyseline dusičnej, v mojej krajine došlo k vážnej korózii pod napätím a výbuchom. Priemyselne čistý titán je citlivý na korózne praskanie v 10 % roztoku kyseliny chlorovodíkovej a titán spôsobuje koróziu pod napätím v roztoku 0,4 % kyseliny chlorovodíkovej plus metanol. Stručne povedané, aj keď je titán v niektorých špeciálnych médiách poškodený koróziou pod napätím, v porovnaní s inými kovmi má titán dobrú odolnosť proti praskaniu koróziou pod napätím; titán má silnú odolnosť proti korózii v kyselinách a zásadách a môže vytvárať oxidový film v kyselinách a zásadách, ale je tiež podmienený. Dúfam, že vám to pomôže pri používaní našich materiálov.
