Analýza odolnosti titanu proti korozi v různých prostředích

Dec 27, 2024

Zanechat vzkaz

Obecně řečeno, odolnost titanu proti korozi je relativně dobrá v oxidačním médiu, jako je kyselina dusičná, kyselina chromová, kyselina chlorná a kyselina chloristá. V těchto médiích může titan vytvořit vrstvu kompaktního oxidačního filmu, který může účinně zabránit další korozi. Avšak v redukované kyselině, jako je zředěný roztok kyseliny sírové a kyseliny chlorovodíkové atd., je v důsledku zničení pasivity oxidačního filmu rychlost koroze titanu vysoká a bude se zrychlovat podle zvýšení teploty a koncentrace.

 

V redukované kyselině může přidání soli těžkého kovu hrát zjevnou roli v inhibici koroze. Například slitina titanu a palladia a slitina titanu a niklu molybdenu bude mít přidáním určitých prvků těžkých kovů výrazné zlepšení odolnosti proti korozi ve srovnání s čistým titanem. V důsledku toho mohou mít tyto slitiny dobrý výkon ve specifickém korozním prostředí.

 

Titan je jedním z nejlepších kovových materiálů pro zařízení pro ohřev roztoku kyseliny dusičné. Při vystavení 60% kyselině dusičné kolem 193 stupňů nebyl titanový výměník tepla po mnoha letech shledán zjevnou korozí. I při varu 40% a 68% kyseliny dusičné může být rychlost koroze titanu vysoká, ale po krátké době lze pasivitu titanu rychle obnovit a rychlost koroze se samozřejmě sníží. Může to souviset s inhibicí koroze produkovanou titanovými ionty v procesu koroze.

V kyselině dusičné při vysoké teplotě závisí odolnost titanu proti korozi na čistotě kyseliny dusičné. Pokud je koncentrace kyseliny dusičné mezi 20 % a 60 %, je koroze pravděpodobně zřejmá. Nicméně i v koncentraci dusíku s ionty stopových kovů, jako je Si, Cr, Fe a Ti, mohou tyto ionty hrát roli při snižování koroze titanu. Ve srovnání s nerezovou ocelí vykazuje titan větší odolnost proti korozi v roztocích kyseliny dusičné při vysokých teplotách. Kromě toho samotný titanový korozní produkt (Ti4+) je dokonalým inhibitorem koroze kyselinou dusičnou.

 

V kyselině sírové ventilované vzduchem při pokojové teplotě snese čistý titan pouze roztok kyseliny sírové méně než 5 %. S klesající teplotou se zlepší koncentrace roztoku kyseliny sírové, kterou titan vydrží. Když se však teplota zvýší k varu roztoku, titan může být stále žíravý, i když koncentrace roztoku kyseliny sírové klesne na 0,5 %. Při stejné teplotě, pokud je ventilován dusíkem, je rychlost koroze titanu rychlejší než u vzduchu. Toto korozní pravidlo je v zásadě stejné u ostatních redukovaných anorganických kyselin.

 

Při pokojové teplotě je čistý titan schopen odolat kyselině chlorovodíkové méně než 7 %. Jeho korozní odolnost se však zjevně s rostoucí teplotou snižuje. Naproti tomu slitina titan-nikl molybden odolá 9% roztoku kyseliny chlorovodíkové a slitina titan-palladia může odolat až 27% kyselině chlorovodíkové. Přídavek vysoce valenčních iontů těžkých kovů (jako je železo, nikl, měď, molybden atd.) může výrazně zlepšit odolnost titanu proti korozi, což je jeden z důvodů, proč lze titan úspěšně aplikovat na systém kyseliny chlorovodíkové v hydrometalurgickém průmyslu.

 

Kromě toho čistý titan při pokojové teplotě snese méně než 30% roztok kyseliny fosforečné. Koncentrace kyseliny fosforečné, kterou může tolerovat, se však bude postupně snižovat. Když teplota dosáhne 100 stupňů, může být koncentrace kyseliny fosforečné udržována pouze na 2%, ale když teplota dosáhne varu, nemůže urychlit korozi titanu.

 

Závěrem lze říci, že korozní odolnost titanu v různých médiích bude mít významný rozdíl kvůli jeho speciálním chemickým vlastnostem a metodám legování. V praktické aplikaci je třeba zvolit správné titanové materiály, aby splňovaly požadavky na použití podle specifického korozního prostředí a požadavků.

 

2