Домой / Технические замечания / Коррозия под воздействием среды
Коррозия
Титан в различных средах: где он устойчивый, а где нет
Титан не подвержен коррозии. Он защищен оксидной пленкой толщиной в несколько нанометров, которую большинство сред не повреждают и которая восстанавливается кислородом. Там, где пленка не может образоваться или удаляется химическим путем, титан подвергается коррозии, как и любой другой металл. Весь вопрос в том, по какую сторону этой границы находится условие обслуживания.
Коррозия - это химический вопрос, а не материальный. Сообщите нам о среде, температуре и о том, бывает ли в системе застой, и мы в письменном виде изложим основные рекомендации по качеству. Отправьте условия предоставления услуг
Пленка, а не металл
Под воздействием воздуха или любой другой среды, содержащей воду, титан в течение миллисекунд образует плотный слой диоксида титана. Тонкий слой — несколько нанометров — прилипает и самовосстанавливается везде, где кислород может достичь поверхности. Металл, находящийся под ним, обладает термодинамической активностью; пленка - это то, что делает его полезным.
Все, что из этого следует, имеет практическую ценность. Титан не поддается коррозии из-за своего благородства. Он противостоит ей из-за того, что пассивированный, а пассивация - это вопрос снабжения: пленка нуждается в кислороде, и для того, чтобы она не растворилась, ей нужен местный химический состав. Два режима разрушения охватывают почти все полевые повреждения.
- Пленка подвергается химическому разрушению. Некоторые среды растворяют оксид быстрее, чем он может восстановиться. Наиболее распространенными являются восстанавливающие кислоты и фториды.
- Пленке не хватает кислорода. В узком зазоре жидкость не может быть заменена, и химический состав меняется. Это щелевая коррозия, и у нее есть свои особенности в этой серии — щелевая коррозия титана.
Где титан обладает эффективной защитой
- Морская вода и хлориды. Титан является эталонным материалом для использования в морской воде. Концентрация хлоридов не влияет на него; это один из немногих металлов, который не накапливается в окружающей морской воде.
- Окисляющие среды. Азотная кислота, хромовая кислота, гипохлорит и влажный хлор - все это оставляет пленку неповрежденной или восстанавливает ее. Применение азотной кислоты в широком диапазоне концентраций при температуре окружающей среды является стандартным, а воздействие ограничивается высокими концентрациями при повышенной температуре.
- Щелочи. Титан используется в производстве каустических растворов, где температура остается в пределах указанного на чертеже диапазона.
- Большинство органических сред. Органические кислоты, альдегиды, кетоны и углеводороды, как правило, безвредны, за исключением метанола, о котором ниже.
Там, где этого нет
Это половина списка, которая отсутствует в описаниях материалов, и именно эта половина стоит денег.
| Средний | Поведение | Что решает исход |
|---|---|---|
| Плавиковая кислота, фториды | Воздействует на титан при очень низких концентрациях — достаточно небольшого количества фтора в безвредном в остальном потоке | Наличие фтора вообще. Это единственный вид фтора, который необходимо проверить, прежде чем предлагать титановый теплообменник или емкость |
| Соляная кислота | Сокращение. Действует практически во всем диапазоне концентраций и ускоряется с повышением температуры | Концентрация, температура и наличие окислителя для восстановления пленки |
| Серная кислота | Восстанавливается при низкой и умеренной концентрации. Разбавленная аэрированная кислота агрессивна; концентрированная кислота, опять же, ведет себя по-другому | Концентрация и температура. Необходимо проверять оба диапазона, а не один |
| Фосфорная кислота | Атака развивается при более высокой концентрации и температуре | Концентрация, температура и следовые количества фтора в кислоте |
| Безводный метанол | Коррозионное растрескивание под напряжением в среде, которая на диаграмме совместимости выглядит безвредной | Содержание воды. Небольшое добавление воды препятствует ее образованию, поэтому важно соблюдать технические характеристики воды |
| Сухой газообразный хлор | Отличается по свойствам от влажного хлора; пленка не сохраняется без влаги | Содержание влаги в газе |
| Водород | Поглощенный водород становится хрупким, особенно при повышенной температуре и более прочных сортах | Температура, парциальное давление водорода и прочность марки |
Переменные, которые на самом деле влияют на ответ
Таблица совместимости дает одну точку данных. Реальный сервис находится где-то сразу на нескольких осях, и те, которые меняют вердикт, - это:
- Температура. Повышение температуры ускоряет реакции растворения пленки гораздо сильнее, чем повторную пассивацию. Среда, которая является благоприятной при комнатной температуре, часто не является благоприятной при температуре 80 °C, и изменение не происходит постепенно.
- Присутствуют окислители. Ионы железа, меди, нитраты и растворенный кислород - все это помогает сохранить пленку в целости. Их присутствие может превратить агрессивную восстановительную кислоту в пригодную для использования, а их отсутствие (деаэрация, застой, герметичные системы) может лишить защиты поток, который в лабораторных условиях выглядел нормально.
- Аэрация и поток. Подвижная аэрируемая среда обеспечивает поступление кислорода. Застойная деаэрированная среда этого не делает, а застой также приводит к образованию трещин.
- Следовые виды. Фторид в потоке фосфорной кислоты, хлорид в процессе, который в противном случае является окислительным, или ионы тяжелых металлов, выщелачиваемые из предшествующего оборудования, - все это изменяет местный химический состав без изменения технических характеристик.
- Гальваническая связь. Соединение титана с менее благородным металлом может защитить титан и пожертвовать другим металлом. Соединение с более благородным металлом оставляет титан без катодной защиты и концентрирует вредные вещества в другом месте.
Что указать в запросе
Мы можем подтвердить только оценку по среднему критерию, а средний показатель обычно указывается в запросе в виде слова. Пять пунктов, которые позволяют нам дать правильный ответ, - это: композиция включая микроэлементы, сосредоточенность, температура и циклично ли это, аэрация и состояние потока (включая то, находится ли система когда-либо в состоянии застоя или выключена во влажном состоянии), и расчетный срок службы. С ними выноска оценок и форма обычно просты. Без них любой ответ - это предположение, к которому прилагается сертификат.
В тех случаях, когда среда находится близко к границе, честный ответ заключается в том, что лабораторные данные и опыт эксплуатации расходятся, и решение должно приниматься в ходе испытания на коррозию, а не в предложении. Дешевле сообщить об этом заранее, чем обнаружить при первом обращении. Отправьте условия эксплуатации вместе с запрос и мы изложим основу этой рекомендации в письменном виде.
часто задаваемые вопросы
Общие вопросы
Полностью ли устойчив титан к коррозии?
Нет. Стойкость титана обусловлена наличием пассивной оксидной пленки, а не благородством металла. В средах, которые растворяют пленку быстрее, чем она восстанавливается, — в первую очередь в плавиковой кислоте и фторидах, восстанавливающих кислотах при высокой температуре, безводном метаноле — титан подвергается коррозии. Она также подвержена коррозии в узких местах, где пленке не хватает кислорода, что называется щелевой коррозией.
Почему титан подвергается воздействию разбавленной кислоты, а не концентрированной?
Это не просто правило концентрации, это правило соотношения окисления и восстановления, на которое влияют как концентрация, так и температура. Среды, которые поддерживают стабильность оксидной пленки, оставляют металл в покое; среды, которые химически восстанавливают или растворяют пленку, воздействуют на него. Вот почему добавленные окислители и растворенный кислород могут превратить агрессивный поток в пригодный для использования, и почему герметичные системы деаэрации снимают защиту с потоков, которые хорошо зарекомендовали себя на воздухе.
Устойчив ли титан к воздействию морской воды?
Да. Окружающая морская вода и хлоридные растворы не разрушают титан, поэтому он является эталонным материалом для морских и оффшорных работ и опреснения воды. Неисправности, которые действительно возникают при эксплуатации в морской воде, почти всегда связаны с трещинами или гальваническими повреждениями в соединениях, прокладках и опорах, а не с повреждением открытой поверхности.
Какая информация вам нужна для подтверждения оценки?
Состав, включая микроэлементы, такие как фторид, концентрацию, рабочую температуру и цикличность, режим аэрации и подачи, включая остановки, а также расчетный срок службы. Микроэлементы фторида - это тот элемент, который чаще всего опускается и который, скорее всего, изменит ответ.
Спросите о коррозии в среде
Пришлите чертеж с указанием марки и основных технических условий. Мы подтвердим форму материала , технологический маршрут, план проверки и дату в письменном виде вместе с коммерческим предложением.