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钛材耐腐蚀特点的及应用

2018-06-08 10:26      点击:

    由于钛材的优良耐腐蚀性能,钛材广泛应用于石油、化工、制盐、;制药、冶金、电子、航空、航天、海洋等相关领域。钛对大多数盐溶液来说具有良优异的耐蚀性,如钛在氯化物溶液中比高铬镍钢耐蚀,并无孔蚀现象。但在三氯化铝中腐蚀率较高,这与三氯化铝水解后产生浓盐酸有关。钛对热的亚氯酸钠和各种浓度的次氯酸盐也有良好的稳定性。因此钛材广泛用于真空制盐和漂粉精行业。钛对大多数的碱溶液具有良好的耐蚀性。钛在浓度小于50%的氢氧化钠和氢氧化钾溶液中较为稳定。如果碱溶液中含有氯离子或氯化物,则其耐蚀性甚至超过镍和锆。但在温度和浓度增大的情况下,腐蚀会增大。现在氯碱行业是国内民用钛材应用的最大领域。钛在干燥的氯气中不耐蚀,同时有着火的危险,但在潮湿的氯气中具有很高的稳定性,超过锆、哈氏合金C及蒙乃尔合金,甚至在饱和氯气的硫酸、盐酸和氯化物等介质中也稳定,所以钛材是硫酸法钛白粉生产关键设备的首选材料。

  由于钛材在碳氢化合物中的耐蚀性很好,甚至在含有酸及氯化物类杂质时也很好。因此钛材在有机化工中也广泛应用,如PTA(精对苯二甲酸),PVA(维尼纶)等。钛材在海水中具有优异的耐腐蚀性能,因此钛材也广泛应用于海洋石油钻井平台,海水淡化等海洋领域。中国钛合金的生产与国外基本同步,但其推广应用要落后一些,尤其是民用。同时由于近几年来国外走私钛材及一些设备加工企业的无序竞争,一些不具备生产能力的企业以及一些中小乡镇企业采用劣质材料或以次充好也在一定程度上扰乱了钛设备市场,使设备使用厂家谈‘钛’色变,因此这种状况也对中国的钛设备行业的发展起到一定阻碍作用,须引起相关管理部门的注意,并且也应成为正在发展的其他特材的前车之鉴,常用钛材牌号(有国家材料标准)TA1 (Grade2) 工业纯钛TA2 (Grade3) 工业纯钛TA9 (Grade11) Ti-0.2PdTA10 (Grade12) Ti-0.3Mo-0.8NiTC4 (AB-1) Ti-6Al-4V。国内尚无钛制焊接压力容器国家标准,但在容规的相关章节中有部分说明,新的《钛制焊接压力容器》(JB4750-2000)正在审定过程中。

  钛材的耐腐蚀特点:钛是具有强烈钝化倾向的金属,在空气中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一层稳定的氧化性保护膜,即使因为某些原因膜遭破坏,也能迅速自动恢复。因此钛在氧化性、中性介质中具有优异的耐腐蚀性。由于钛的巨大钝化性能,在许多情况下与异种金属接触时,并不加快腐蚀,而可能加快异种金属的腐蚀。如在低浓度非氧化性的酸中,若将Pb、Sn、Cu或蒙乃尔合金与钛接触形成电偶时,这些材料腐蚀加快,而钛不受影响。而在盐酸中,钛与低碳钢接触时,由于钛表面产生新生氢,破坏了钛的氧化膜,不仅引起钛的氢脆,而且加快钛的腐蚀,这可能是由于钛对氢有高度的活性所致。钛中的含铁量对某些介质中的耐腐蚀性能有影响,铁增多的原因除原材料的原因外,常常是焊接时沾污的铁渗入焊道,使焊道中局部含铁量增高,这时腐蚀具有不均匀的性质。使用铁件支撑钛设备时,铁钛接触面上的铁沾污几乎是不可避免的在铁沾污区腐蚀加速,特别是在有氢存在的情况下。当沾污表面的钛氧化膜发生机械损坏时,氢就渗入金属,根据温度、压力等条件,氢发生相应的扩散,这使钛产生不同程度的氢脆。因此钛在中等温度和中等压力和含氢系统中使用要避免表面铁污染。在一般情况下,钛不会发生孔蚀。钛还具有抗腐蚀疲劳稳定性。钛耐缝隙腐蚀性能较好,尤其是Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金,因此Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金广泛用于容器设备的密封面材料,以解决设备密封面缝隙腐蚀问题。


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