1. Otpornost titana na koroziju u kemijskim medijima
1. Dušična kiselina
Dušična kiselina je oksidirajuća kiselina. Titan održava gusti oksidni film na svojoj površini u dušičnoj kiselini. Stoga titan ima izvrsnu otpornost na koroziju u dušičnoj kiselini. Brzina korozije titana raste s porastom temperature otopine dušične kiseline. Kada je temperatura između 190 i 240 stupnjeva, a koncentracija između 20% i 70%, njegova brzina korozije može doseći i do 10 mm/a. Međutim, dodavanje male količine spojeva koji sadrže silicij u otopinu dušične kiseline može spriječiti koroziju visokotemperaturne dušične kiseline na titanu; na primjer, nakon dodavanja silikonskog ulja u 40% visokotemperaturnu otopinu dušične kiseline, stopa korozije može se smanjiti gotovo na nulu. Također postoje podaci da ispod 500 stupnjeva titan ima visok stupanj otpornosti na koroziju u 40% do 80% otopini dušične kiseline i pari. U dimećoj dušičnoj kiselini, kada je sadržaj dušikovog dioksida veći od 2%, nedovoljan sadržaj vode uzrokuje jaku egzotermnu reakciju, što rezultira eksplozijom.
2. Sumporna kiselina
Sumporna kiselina je jaka redukcijska kiselina. Titan ima određenu otpornost na koroziju na niske temperature i niske koncentracije otopina sumporne kiseline. Na 0 stupnju, može se oduprijeti koroziji sumporne kiseline s koncentracijom do 20%. Kako se koncentracija kiseline i temperatura povećavaju, brzina korozije raste. Stoga titan ima slabu stabilnost u sumpornoj kiselini. Čak i na sobnoj temperaturi s otopljenim kisikom, titan može odoljeti samo koroziji 5% sumporne kiseline. Na 100 stupnjeva, titan može odoljeti samo koroziji 0,2% sumporne kiseline. Klor ima inhibitorni učinak na koroziju titana u sumpornoj kiselini, ali pri 90 stupnjeva i koncentraciji sumporne kiseline od 50%, klor ubrzava koroziju titana i čak uzrokuje požar. Otpornost titana na koroziju u sumpornoj kiselini može se poboljšati uvođenjem zraka, dušika ili dodavanjem oksidansa i iona teških metala visoke valentnosti u otopinu. Stoga titan ima malu praktičnu vrijednost u sumpornoj kiselini.
3. Alkalna otopina
Titan ima dobru otpornost na koroziju u većini alkalnih otopina. Brzina korozije raste s koncentracijom i temperaturom otopine. Kada su u otopini lužine prisutni kisik, amonijak ili ugljični dioksid, korozija titana će se ubrzati. U alkalnoj otopini koja sadrži vodikov oksid, otpornost na koroziju titana je vrlo loša. Međutim, otpornost na koroziju u otopini natrijevog hidroksida bolja je od one u kalijevom hidroksidu, a ima jaku otpornost na koroziju čak i u otopini natrijevog hidroksida visoke temperature i visoke koncentracije. Na primjer, brzina korozije titana u 73% otopini natrijevog hidroksida na 130 stupnjeva je samo 0,18 mm/a. Titan se razlikuje od drugih metala po tome što neće izazvati pucanje uslijed korozije u otopini natrijevog hidroksida, ali dugotrajno izlaganje može uzrokovati vodikovu krtost. Stoga bi temperatura upotrebe titana u kaustičnoj sodi i drugim alkalnim otopinama trebala biti manja ili jednaka 93,33 stupnja.
4. Klor
Stabilnost titana u kloru ovisi o sadržaju vode u kloru. Međutim, nije otporan na koroziju u suhom kloru i postoji opasnost od izgaranja. Stoga titanijski materijali moraju održavati određeni sadržaj vode kada se koriste u kloru. Sadržaj vode potreban za održavanje pasiviziranosti titana u kloru povezan je s čimbenicima kao što su tlak, brzina protoka i temperatura klora.
5. Organski mediji
Titan ima visoku otpornost na koroziju u benzinu, toluenu, fenolu, formaldehidu, trikloroetanu, octenoj kiselini, limunskoj kiselini, monokloroctenoj kiselini, itd. Na točki ključanja i bez napuhavanja, titan će biti ozbiljno korodiran u mravljoj kiselini ispod 25%. U otopinama koje sadrže anhidrid octene kiseline, titan ne samo da će sveukupno biti ozbiljno korodiran, već će također proizvesti rupičastu koroziju. Za mnoge složene organske medije koji se susreću u procesima organske sinteze, kao što je proizvodnja propilen oksida, fenola, acetona, kloroctene kiseline i drugih kemijskih medija, titan ima bolju otpornost na koroziju od nehrđajućeg čelika i drugih strukturnih materijala.
2. Nekoliko lokalnih korozijskih karakteristika titana
6. Korozija u pukotinama Titan ima posebno jaku otpornost na koroziju u pukotinama, a korozija u pukotinama javlja se samo u nekoliko kemijskih medija. Pukotina korozije titana usko je povezana s temperaturom, koncentracijom klorida, pH vrijednošću i veličinom pukotine. Prema relevantnim informacijama, korozija u pukotinama sklona je pojavi kada je temperatura vlažnog klora iznad 85 stupnjeva. Na primjer, neke tvornice koriste nabijeni toranj za izravno hlađenje vlažnog plinovitog klora na 65-70 stupanj prije ulaska u hladnjak od titana kako bi se poboljšala otpornost na koroziju u pukotinama, a učinak je također značajan. Praksa je pokazala da je snižavanje temperature jedan od učinkovitih načina sprječavanja pukotinske korozije. U visokotemperaturnoj otopini natrijevog klorida pojavila se i titanska pukotinska korozija. Ukratko, za dijelove i komponente sklone koroziji u pukotinama, kao što su brtvene površine, dilatacijski spojevi između cijevnih listova i cijevi, pločasti izmjenjivači topline, kontaktni dijelovi između ploča tornja i tijela tornja i spojni elementi u tornjevima, legure titana kao što je Ti{{ 4}}.2Pd treba koristiti. Tijekom projektiranja treba izbjegavati praznine i stagnirajuća područja. Na primjer, pričvrsne elemente u tornjevima treba što je manje moguće spajati vijcima. Dilatacijski spoj i brtvena zavarena struktura cijevnih ploča i cijevi bolji su od jednostavnih dilatacijskih spojeva. Za površine za brtvljenje prirubnica ne smiju se koristiti azbestni jastučići, već se trebaju koristiti azbestni jastučići omotani politetrafluoretilenskim filmom.
7. Visokotemperaturna korozija
Otpornost titana na visokotemperaturnu koroziju ovisi o karakteristikama medija i svojstvu vlastitog površinskog oksidnog filma. Titan se može koristiti kao strukturni materijal do 426 stupnjeva u zraku ili oksidirajućoj atmosferi, ali na oko 250 stupnjeva titan počinje značajno apsorbirati vodik. U potpuno vodikovoj atmosferi, kada temperatura poraste iznad 316 stupnjeva, titan apsorbira vodik i postaje krt. Stoga, bez opsežnog testiranja, titan se ne bi trebao koristiti u kemijskoj opremi s temperaturom iznad 330 stupnjeva. S obzirom na apsorpciju vodika i mehanička svojstva, radna temperatura tlačnih posuda izrađenih od titana ne smije prelaziti 250 stupnjeva, a gornja granica radne temperature titanskih cijevi za izmjenjivače topline je oko 316 stupnjeva.
8. Naponska korozija
Osim za nekoliko pojedinačnih medija, industrijski čisti titan ima izvrsnu otpornost na naponsku koroziju, a pojava oštećenja opreme od titana zbog naprezanja korozije je još uvijek rijetka. Industrijski pasivni titan proizvodi naponsku koroziju samo u medijima kao što su dimeća dušična kiselina, određene otopine metanola ili određene otopine klorovodične kiseline, visokotemperaturni hipoklorit, rastaljene soli na temperaturi od 300-450 stupnjeva ili atmosfere koje sadrže NaCl, ugljikov disulfid, n-heksan i suhi klor. Sklonost titana korozijskom pucanju pod naponom u dušičnoj kiselini postupno raste s povećanjem udjela NO2 i smanjenjem udjela vode. Sklonost titana koroziji pod naponom doseže svoj maksimum u bezvodnoj dušičnoj kiselini koja sadrži 20% slobodnog NO2. Kada koncentrirana dušična kiselina sadrži više od 6.{{10}}% NO2 i manje od 0,7% H2O, industrijski čisti titan također će patiti od pucanja uslijed korozije čak i na sobnoj temperaturi. U mojoj zemlji došlo je do ozbiljne korozije i eksplozija kada je oprema od titana korištena u 98% koncentriranoj dušičnoj kiselini. Industrijski čisti titan osjetljiv je na pucanje uslijed korozije u 10% otopini klorovodične kiseline, a titan uzrokuje koroziju na napon u 0,4% otopini klorovodične kiseline i metanola. Ukratko, iako titan ima oštećenja od korozije u nekim posebnim medijima, u usporedbi s drugim metalima, titan ima dobru otpornost na pucanje od korozije pod naponom; titan ima jaku otpornost na koroziju u kiselinama i alkalijama, i može stvoriti oksidni film u kiselinama i alkalijama, ali je također uvjetna. Nadam se da će vam biti od pomoći kada koristite naše materijale.
