這些天在一些客戶的詢價(jià)中問到問題最多的就是關(guān)于鈦在各種介質(zhì)中的耐腐蝕性，作為從事鈦合金產(chǎn)品生產(chǎn)、研發(fā)、銷售10余年鈦制品公司，大部分問題我們可以解答，但是為了更加專業(yè)精準(zhǔn)的回答客戶的問題現(xiàn)在整理了一下關(guān)于這方面的資料，供各位參考。

一、鈦在化工介質(zhì)中的耐腐蝕性

1、硝酸

硝酸是一種氧化性酸，鈦在硝酸中，其表面保持一層致密的氧化膜。因此,鈦在硝酸中有十分優(yōu)良的耐腐蝕性。鈦的腐蝕率隨著硝酸溶液的溫度升高而增大。溫度在190～240℃、濃度在20%～70%之間,其腐蝕率最高可達(dá)10mm/a。但在硝酸溶液中加入少量含硅化合物,可抑制高溫硝酸對(duì)鈦的腐蝕,例如,在40%的高溫硝酸溶液中加入硅酮油后,腐蝕率可降低到幾乎等于零。也有資料介紹,在500℃以下,鈦在40%～80%的硝酸溶液和蒸汽中具有高度的耐腐蝕性。在發(fā)煙硝酸中,當(dāng)含有 二氧化氮在2%以上時(shí),由于含水量不足引起強(qiáng)烈的放熱反應(yīng),而導(dǎo)致爆炸。

2、硫酸

硫酸是強(qiáng)還原性酸,鈦對(duì)低溫低濃度的硫酸溶液有一定的耐腐蝕。在0℃時(shí),可耐濃度達(dá)20%的硫酸腐蝕,隨著酸的濃度和溫度的升高,腐蝕率增加。因此鈦在硫酸中的穩(wěn)定性差,甚至在溶解氧室溫下,鈦只能耐5%的硫酸腐蝕。在100℃下,鈦只能耐0.2%的硫酸腐蝕。氯對(duì)鈦在硫酸中的腐蝕有抑制作用,但在90℃,硫酸濃度為50%時(shí),氯反而引起鈦腐蝕加速,甚至引起著火。鈦在硫酸中的耐腐蝕性可通過向溶液中通入空氣、氮?dú)饣蛱砑友趸瘎?、高價(jià)重金屬離子來改善,因此,鈦在硫酸中無太大的實(shí)用價(jià)值。

3、堿液

鈦在大多數(shù)堿性溶液中具有良好的耐腐蝕性能,腐蝕率隨著溶液的濃度和溫度而漸增,在堿液中有氧、氨或二氧化碳存在時(shí),會(huì)加速鈦的腐蝕,在含有氧化氫的堿液中,鈦的耐腐蝕性很差。但在氫氧化鈉溶液中的耐腐蝕性比氫氧化鉀好,既使在高溫高濃度的氫氧化鈉溶液中也有較強(qiáng)的耐腐蝕能力。如鈦在130℃、73%氫氧化鈉溶液中的腐蝕率僅為0.18mm/a,鈦與其它金屬所不同的是它在氫氧化鈉溶液中不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂,但長(zhǎng)期暴露可能產(chǎn)生氫脆。因此,鈦在苛性堿和其它濃度堿性溶液中使用溫度應(yīng)是≤93.33℃。

4、氯氣

鈦在氯氣中的穩(wěn)定性視氯中含水量而定。但在干氯氣中不耐蝕,而且有引起燃燒的危險(xiǎn)。 因此,鈦材用于氯氣中一定要保持一定的含水量,在氯氣中保持鈦鈍化所需含水量與氯氣的壓力、流速、溫度等因素有關(guān)。

5、有機(jī)介質(zhì)

鈦在汽油、甲苯、苯酚、甲醛、三氯乙烷、醋酸、檸檬酸、一氯代醋酸等中具有較高的耐腐蝕性。在沸點(diǎn)及不充氣的情況下,鈦在25%以下的甲酸中會(huì)受到嚴(yán)重腐蝕,在含醋酐的溶液中,鈦不僅受到嚴(yán)重的全面腐蝕而且會(huì)產(chǎn)生孔蝕。對(duì)于許多有機(jī)合成過程中所接觸的復(fù)雜有機(jī)介質(zhì)如在生產(chǎn)環(huán)氧丙烷、苯酚、丙酮、氯代醋酸等化學(xué)介質(zhì)中,鈦的耐蝕性優(yōu)于不銹鋼和其它結(jié)構(gòu)材料。

二、鈦的幾種局部腐蝕特性

2.1 縫隙腐蝕 鈦的耐縫隙腐蝕性能特別強(qiáng),只有在少數(shù)的化工介質(zhì)中發(fā)生縫隙腐蝕。鈦的縫隙腐蝕與溫度、氯化物濃度、pH值以及縫隙的尺寸有密切的關(guān)系。據(jù)有關(guān)資料介紹,濕氯氣的溫度在85℃以上時(shí)易產(chǎn)生縫隙腐蝕。例如某些廠在冷卻器前先用一個(gè)填料塔直接冷卻使?jié)衤葰鉁囟冉抵?5～70℃后,再進(jìn)入鈦制冷卻器,以提高抗縫隙腐蝕,效果也很顯著。實(shí)踐證明:降低溫度是防止縫隙腐蝕行之有效的方法之一,在高溫氯化鈉溶液中也曾發(fā)生過鈦縫隙腐蝕?？傊?對(duì)于易產(chǎn)生縫隙腐蝕的部位及部件,如密封面,管板與管子脹接部位,板式換熱器,塔盤與塔體接觸部位以及塔內(nèi)緊固件應(yīng)采用Ti-0.2Pd等鈦合金,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)縫隙與滯流區(qū)。如塔內(nèi)緊固件應(yīng)盡量不采用螺栓連接。管板和管子采用脹接加密封焊接結(jié)構(gòu)較單純脹接好,對(duì)于法蘭密封面,不宜采用石棉墊,應(yīng)采用聚四氟乙烯膜包石棉墊。

6、高溫腐蝕

鈦的高溫耐腐蝕性,取決于所處介質(zhì)的特性和自身表面氧化膜的性能。鈦在空氣或氧化性氣氛中,作結(jié)構(gòu)材料能使用到426℃,但在250℃左右時(shí),鈦開始明顯地吸氫,在完全的氫氣氣氛中,當(dāng)溫度升高到316℃以上時(shí),鈦吸氫變脆。因此,在沒有經(jīng)過廣泛試驗(yàn)的情況下,鈦不宜作溫度高于330℃以上的化工設(shè)備使用,從吸氫及機(jī)械性能等考慮,全鈦壓力容器其使用溫度不得超過250℃,熱交換器用鈦管使用溫度上限約為316℃。

7、應(yīng)力腐蝕

除個(gè)別的幾種介質(zhì)外,工業(yè)純鈦耐應(yīng)力腐蝕極好,受應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致鈦設(shè)備損壞的現(xiàn)象還是罕見的。工業(yè)鈍鈦只有在發(fā)煙硝酸,某些甲醇溶液或某些鹽酸溶液,高溫次氯酸鹽,溫度為300～450℃的熔鹽或含NaCl氣氛,二硫化碳,正己烷及干氯氣等介質(zhì)中才產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。 鈦在硝酸中隨著NO2含量的增加和含水量的減少,其應(yīng)力腐蝕破裂的傾向逐漸增大。在含20%游離NO2的無水硝酸中鈦的應(yīng)力腐蝕傾向達(dá)到最大。在濃硝酸中含有高于6.0%NO2和低于0.7%H2O時(shí),既使在室溫的情況下,工業(yè)純鈦也會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。我國(guó)在98%濃硝酸中使用鈦設(shè)備時(shí)曾發(fā)生過嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕和爆炸。工業(yè)純鈦在10%的鹽酸溶液中,有應(yīng)力腐蝕破裂的敏感性,在含0.4%鹽酸加甲醇溶液中鈦產(chǎn)生應(yīng)力腐 蝕。綜上所述,鈦雖然在某些特殊介質(zhì)中有應(yīng)力腐蝕破壞現(xiàn)象,但與其他金屬相比,鈦對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂的抵抗力還是良好的 綜上所述，鈦在酸堿中的耐腐蝕性很強(qiáng)，它能在酸堿中形成氧化膜，但是也是有條件的，希望能對(duì)您在用我們的材料的時(shí)候有幫助。