Analýza odolnosti titánu proti korózii v rôznych médiách

Dec 27, 2024

Zanechajte správu

Všeobecne povedané, odolnosť titánu proti korózii je relatívne dobrá v oxidačnom médiu, ako je kyselina dusičná, kyselina chrómová, kyselina chlórna a kyselina chloristá. V týchto médiách môže titán vytvoriť vrstvu kompaktného oxidačného filmu, ktorý môže účinne zabrániť ďalšej korózii. Avšak v redukovanej kyseline, ako je zriedený roztok kyseliny sírovej a kyselina chlorovodíková atď., V dôsledku zničenia pasivity oxidačného filmu je rýchlosť korózie titánu rýchla a bude sa zrýchľovať podľa zvýšenia teploty a koncentrácie.

 

V redukovanej kyseline môže pridanie soli ťažkého kovu hrať zjavnú úlohu pri inhibícii korózie. Napríklad zliatina titánu a paládia a zliatina titánu a niklu molybdénu, pridaním určitých prvkov ťažkých kovov, bude mať výrazné zlepšenie odolnosti proti korózii v porovnaní s čistým titánom. Výsledkom je, že tieto zliatiny môžu mať dobrý výkon v špecifickom koróznom prostredí.

 

Titán je jedným z najlepších kovových materiálov pre zariadenia na ohrev roztoku kyseliny dusičnej. Pri vystavení 60% kyseline dusičnej okolo 193 stupňov sa na titánovom výmenníku tepla po mnohých rokoch nezistila zjavná korózia. Dokonca aj pri vare 40% a 68% kyseliny dusičnej môže byť rýchlosť korózie titánu rýchla, ale po krátkom čase sa pasivita titánu môže rýchlo obnoviť a rýchlosť korózie sa samozrejme zníži. Môže to súvisieť s inhibíciou korózie produkovanou iónmi titánu v procese korózie.

V kyseline dusičnej pri vysokej teplote závisí odolnosť titánu proti korózii od čistoty kyseliny dusičnej. Keď je koncentrácia kyseliny dusičnej medzi 20 % a 60 %, korózny jav je pravdepodobne zrejmý. Napriek tomu, dokonca aj v koncentrácii dusíka so stopovými iónmi kovov, ako sú Si, Cr, Fe a Ti, môžu tieto ióny hrať úlohu pri znižovaní korózie titánu. V porovnaní s nehrdzavejúcou oceľou vykazuje titán väčšiu odolnosť proti korózii v roztokoch kyseliny dusičnej pri vysokých teplotách. Okrem toho samotný produkt korózie titánu (Ti4+) je dokonalým inhibítorom korózie kyselinou dusičnou.

 

V kyseline sírovej vetranej vzduchom pri izbovej teplote môže čistý titán vydržať iba roztok kyseliny sírovej menej ako 5 %. S klesajúcou teplotou sa zlepší koncentrácia roztoku kyseliny sírovej, ktorú titán vydrží. Keď sa však teplota zvýši na teplotu varu roztoku, titán môže byť stále korozívny, aj keď koncentrácia roztoku kyseliny sírovej klesne na 0,5 %. Pri rovnakej teplote, ak je vetraná dusíkom, je rýchlosť korózie titánu rýchlejšia ako rýchlosť korózie vzduchu. Toto pravidlo korózie je v podstate rovnaké v iných redukovaných anorganických kyselinách.

 

Pri izbovej teplote je čistý titán schopný odolať kyseline chlorovodíkovej menej ako 7%. Jeho odolnosť proti korózii sa však so zvýšením teploty samozrejme zníži. Naproti tomu zliatina titánu a niklu molybdénu odolá 9 % roztoku kyseliny chlorovodíkovej a zliatina titánu a paládia môže vydržať až 27 % kyseliny chlorovodíkovej. Pridanie vysoko valenčných iónov ťažkých kovov (ako je železo, nikel, meď, molybdén atď.) môže výrazne zlepšiť odolnosť titánu proti korózii, čo je jedným z dôvodov, prečo sa titán môže úspešne aplikovať na systém kyseliny chlorovodíkovej v hydrometalurgickom priemysle.

 

Okrem toho, pri izbovej teplote môže čistý titán vydržať menej ako 30% roztok kyseliny fosforečnej. Avšak koncentrácia kyseliny fosforečnej, ktorú môže tolerovať, sa bude postupne znižovať. Keď teplota dosiahne 100 stupňov, koncentrácia kyseliny fosforečnej sa môže udržiavať iba na úrovni približne 2%, ale keď teplota dosiahne stav varu, nemôže urýchliť koróziu titánu.

 

Záverom možno povedať, že odolnosť titánu proti korózii v rôznych médiách bude mať významný rozdiel kvôli jeho špeciálnym chemickým vlastnostiam a metódam legovania. V praktickej aplikácii je potrebné zvoliť správne titánové materiály, aby vyhovovali požiadavkám na použitie podľa špecifického korozívneho prostredia a požiadaviek.

 

2