1. Korozijska odpornost titana v kemičnih medijih
1. Dušikova kislina
Dušikova kislina je oksidacijska kislina. Titan ohrani gosto oksidno plast na svoji površini v dušikovi kislini. Zato ima titan odlično odpornost proti koroziji v dušikovi kislini. Hitrost korozije titana se poveča s povišanjem temperature raztopine dušikove kisline. Ko je temperatura med 190 in 240 stopinjami in koncentracija med 20% in 70%, lahko njegova stopnja korozije doseže do 10 mm/a. Vendar lahko dodajanje majhne količine spojin, ki vsebujejo silicij, raztopini dušikove kisline zavre korozijo visokotemperaturne dušikove kisline na titanu; na primer, po dodajanju silikonskega olja 40-odstotni visokotemperaturni raztopini dušikove kisline se lahko stopnja korozije zmanjša skoraj na nič. Obstajajo tudi podatki, da ima titan pod 500 stopinjami visoko stopnjo odpornosti proti koroziji v 40- do 80-odstotni raztopini dušikove kisline in pari. Pri kadeči se dušikovi kislini, ko je vsebnost dušikovega dioksida več kot 2 %, nezadostna vsebnost vode povzroči močno eksotermno reakcijo, ki ima za posledico eksplozijo.
2. Žveplova kislina
Žveplova kislina je močna redukcijska kislina. Titan ima določeno odpornost proti koroziji pri nizkih temperaturah in raztopinah žveplove kisline z nizko koncentracijo. Pri 0 stopinjah je lahko odporen proti koroziji žveplove kisline s koncentracijo do 20%. Ko se koncentracija kisline in temperatura povečata, se stopnja korozije poveča. Zato ima titan slabo stabilnost v žveplovi kislini. Tudi pri sobni temperaturi z raztopljenim kisikom je titan odporen le proti koroziji 5 % žveplove kisline. Pri 100 stopinjah je titan odporen le proti koroziji 0,2 % žveplove kisline. Klor ima zaviralni učinek na korozijo titana v žveplovi kislini, vendar pri 90 stopinjah in koncentraciji žveplove kisline 50 % klor pospeši korozijo titana in celo povzroči požar. Korozijsko odpornost titana v žveplovi kislini je mogoče izboljšati z dodajanjem zraka, dušika ali dodajanjem oksidantov in visokovalentnih ionov težkih kovin v raztopino. Zato ima titan malo praktične vrednosti v žveplovi kislini.
3. Alkalna raztopina
Titan ima dobro odpornost proti koroziji v večini alkalnih raztopin. Hitrost korozije narašča s koncentracijo in temperaturo raztopine. Ko so v raztopini alkalije prisotni kisik, amoniak ali ogljikov dioksid, se bo korozija titana pospešila. V alkalijski raztopini, ki vsebuje vodikov oksid, je korozijska odpornost titana zelo slaba. Vendar pa je korozijska odpornost v raztopini natrijevega hidroksida boljša od tiste v kalijevem hidroksidu in ima močno odpornost proti koroziji tudi pri visoki temperaturi in visoki koncentraciji raztopine natrijevega hidroksida. Na primer, stopnja korozije titana v 73-odstotni raztopini natrijevega hidroksida pri 130 stopinjah je le 0,18 mm/a. Titan se od drugih kovin razlikuje po tem, da v raztopini natrijevega hidroksida ne povzroči razpok zaradi napetostne korozije, vendar lahko dolgotrajna izpostavljenost povzroči vodikovo krhkost. Zato mora biti temperatura uporabe titana v kavstični sodi in drugih alkalnih raztopinah manjša ali enaka 93,33 stopinj.
4. Klor
Stabilnost titana v kloru je odvisna od vsebnosti vode v kloru. Vendar pa v suhem kloru ni odporen proti koroziji in obstaja nevarnost vžiga. Zato morajo titanovi materiali ohranjati določeno vsebnost vode, kadar se uporabljajo v kloru. Vsebnost vode, ki je potrebna za ohranitev pasivizacije titana v kloru, je povezana z dejavniki, kot so tlak, hitrost pretoka in temperatura klora.
5. Organski mediji
Titan ima visoko odpornost proti koroziji v bencinu, toluenu, fenolu, formaldehidu, trikloroetanu, ocetni kislini, citronski kislini, monokloroocetni kislini itd. Pri vrelišču in brez napihovanja bo titan močno korodiral v mravljični kislini pod 25 %. V raztopinah, ki vsebujejo anhidrid ocetne kisline, titan ne bo le močno razjeden na splošno, ampak bo povzročil tudi luknjičasto korozijo. Za številne zapletene organske medije, ki se pojavljajo v procesih organske sinteze, na primer pri proizvodnji propilen oksida, fenola, acetona, kloroocetne kisline in drugih kemičnih medijev, ima titan boljšo odpornost proti koroziji kot nerjavno jeklo in drugi strukturni materiali.
2. Več lokalnih korozijskih značilnosti titana
6. Razpokana korozija Titan je posebej odporen na razpokano korozijo, do razpokane korozije pa pride le v nekaterih kemičnih medijih. Režna korozija titana je tesno povezana s temperaturo, koncentracijo klorida, pH vrednostjo in velikostjo špranje. Po ustreznih informacijah je korozija v razpokah nagnjena k pojavu, ko je temperatura mokrega klora nad 85 stopinj. Na primer, nekatere tovarne uporabljajo napolnjen stolp za neposredno hlajenje mokrega klorovega plina na 65-70 stopinjo pred vstopom v titanov hladilnik za izboljšanje odpornosti proti režni koroziji, učinek pa je prav tako pomemben. Praksa je dokazala, da je zniževanje temperature eden od učinkovitih načinov za preprečevanje režne korozije. Titanova režna korozija se je pojavila tudi v visokotemperaturni raztopini natrijevega klorida. Skratka, za dele in komponente, ki so nagnjeni k režni koroziji, kot so tesnilne površine, dilatacijski spoji med cevnimi ploščami in cevmi, ploščni izmenjevalniki toplote, kontaktni deli med ploščami stolpov in telesi stolpov ter pritrdilni elementi v stolpih, titanove zlitine, kot je Ti{{ 4}}.2Pd je treba uporabiti. Pri načrtovanju se je treba izogibati vrzeli in stagnirajočim območjem. Na primer, pritrdilni elementi v stolpih morajo biti čim manj povezani s sorniki. Raztezni spoji in tesnilna varilna struktura cevnih plošč in cevi so boljši od preprostih razteznih spojev. Za tesnilne površine prirobnic se ne smejo uporabljati azbestne blazinice, temveč je treba uporabiti azbestne blazinice, ovite s politetrafluoretilensko folijo.
7. Visokotemperaturna korozija
Visokotemperaturna odpornost titana proti koroziji je odvisna od lastnosti medija in učinkovitosti lastne površinske oksidne folije. Titan se lahko uporablja kot strukturni material do 426 stopinj v zraku ali oksidativni atmosferi, vendar pri približno 250 stopinjah začne titan močno absorbirati vodik. V popolnoma vodikovi atmosferi, ko se temperatura dvigne nad 316 stopinj, titan absorbira vodik in postane krhek. Zato se titana brez obsežnega testiranja ne sme uporabljati v kemični opremi s temperaturo nad 330 stopinj. Glede na absorpcijo vodika in mehanske lastnosti delovna temperatura tlačnih posod iz titana ne sme preseči 250 stopinj, zgornja meja delovne temperature titanovih cevi za toplotne izmenjevalnike pa je približno 316 stopinj.
8. Napetostna korozija
Razen v nekaj posameznih medijih ima industrijski čisti titan odlično odpornost proti napetostni koroziji in pojav poškodb opreme iz titana zaradi napetostne korozije je še vedno redek. Industrijski pasivni titan povzroča samo napetostno korozijo v medijih, kot so kadeča se dušikova kislina, nekatere raztopine metanola ali nekatere raztopine klorovodikove kisline, visokotemperaturni hipokloriti, staljene soli pri temperaturi 300-450 stopinj ali atmosfere, ki vsebujejo NaCl, ogljikov disulfid, n-heksana in suhega klora. Nagnjenost titana k napetostnemu korozijskemu razpokanju v dušikovi kislini postopoma narašča s povečanjem vsebnosti NO2 in zmanjšanjem vsebnosti vode. Tendenca napetostne korozije titana doseže svoj maksimum v brezvodni dušikovi kislini, ki vsebuje 20% prostega NO2. Kadar koncentrirana dušikova kislina vsebuje več kot 6.{{10}}% NO2 in manj kot 0,7% H2O, bo industrijski čisti titan tudi pri sobni temperaturi trpel zaradi napetostne korozije. V moji državi je prišlo do resne napetostne korozije in eksplozij, ko je bila oprema iz titana uporabljena v 98 % koncentrirani dušikovi kislini. Industrijski čisti titan je občutljiv na razpoke zaradi napetostne korozije v 10 % raztopini klorovodikove kisline, titan pa povzroči napetostno korozijo v 0,4 % raztopini klorovodikove kisline in metanola. Če povzamemo, čeprav ima titan v nekaterih posebnih medijih poškodbe zaradi napetostne korozije, ima titan v primerjavi z drugimi kovinami dobro odpornost na razpoke zaradi napetostne korozije; titan ima močno korozijsko odpornost v kislinah in alkalijah in lahko tvori oksidni film v kislinah in alkalijah, vendar je tudi pogojno. Upam, da vam bo v pomoč pri uporabi naših materialov.
