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(zhù)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,當含有 二氧化氮在2%以上時(shí),由于含水量不足引起強烈的放熱反應,而導致爆炸。

　　2、硫酸

　　硫酸是強還原性酸,鈦對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20%的硫酸腐蝕,隨著(zhù)酸的濃度和溫度的升高,腐蝕率增加。因此鈦在硫酸中的穩定性差,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(zhù)火。鈦在硫酸中的耐腐蝕性可通過(guò)向溶液中通入空氣、氮氣或添加氧化劑、高價(jià)重金屬離子來(lái)改善,因此,鈦在硫酸中無(wú)太大的實(shí)用價(jià)值。

　　3、堿液

　　鈦在大多數堿性溶液中具有良好的耐腐蝕性能,腐蝕率隨著(zhù)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)生應力腐蝕破裂,但長(cháng)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是≤93.33℃。

　　4、氯氣

　　鈦在氯氣中的穩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。 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 )受到嚴重腐蝕,在含醋酐的溶液中,鈦不僅受到嚴重的全面腐蝕而且會(huì )產(chǎn)生孔蝕。對于許多有機合成過(guò)程中所接觸的復雜有機介質(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?xún)?yōu)于不銹鋼和其它結構材料。

　　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,只有在少數的化工介質(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(chǎng)在冷卻器前先用一個(gè)填料塔直接冷卻使濕氯氣溫度降至65～70℃后,再進(jìn)入鈦制冷卻器,以提高抗縫隙腐蝕,效果也很顯著(zhù)。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(guò)鈦縫隙腐蝕?？傊?對于易產(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(pán)與塔體接觸部位以及塔內緊固件應采用Ti-0.2Pd等鈦合金,在設計時(shí)應避免出現縫隙與滯流區。如塔內緊固件應盡量不采用螺栓連接。管板和管子采用脹接加密封焊接結構較單純脹接好,對于法蘭密封面,不宜采用石棉墊,應采用聚四氟乙烯膜包石棉墊。

　　2.2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,作結構材料能使用到426℃,但在250℃左右時(shí),鈦開(kāi)始明顯地吸氫,在完全的氫氣氣氛中,當溫度升高到316℃以上時(shí),鈦吸氫變脆。因此,在沒(méi)有經(jīng)過(guò)廣泛試驗的情況下,鈦不宜作溫度高于330℃以上的化工設備使用,從吸氫及機械性能等考慮,全鈦壓力容器其使用溫度不得超過(guò)250℃,熱交換器用鈦管使用溫度上限約為316℃。

　　2.3應力腐蝕

　　除個(gè)別的幾種介質(zhì)外,工業(yè)純鈦耐應力腐蝕極好,受應力腐蝕導致鈦設備損壞的現象還是罕見(jiàn)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)生應力腐蝕。 鈦在硝酸中隨著(zhù)NO2含量的增加和含水量的減少,其應力腐蝕破裂的傾向逐漸增大。在含20%游離NO2的無(wú)水硝酸中鈦的應力腐蝕傾向達到最大。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)生應力腐蝕破裂。我國在98%濃硝酸中使用鈦設備時(shí)曾發(fā)生過(guò)嚴重的應力腐蝕和爆炸。工業(yè)純鈦在10%的鹽酸溶液中,有應力腐蝕破裂的敏感性,在含0.4%鹽酸加甲醇溶液中鈦產(chǎn)生應力腐蝕。

綜上所述，鈦在酸堿中的耐腐蝕性很強，它能在酸堿中形成氧化膜，但是也是有條件的，希望能對您在用我們的材料的時(shí)候有幫助。