钛非常耐碱性介质，包括氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙和氢氧化铵的溶液。无论浓度如何，钛的腐蚀速率一般小于或等于5毫米每年-mpy(0.127毫米/年)。在沸腾的氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铵溶液中，腐蚀速率接近零，直至饱和。尽管在碱性溶液中腐蚀速率较低，但当溶液pH大于等于12时，钛在高于170°F(77°C)的温度下会发生氢吸附和可能的脆化。只要遵循这个指导原则，就可以实现成功的应用。 无机盐媒体钛非常耐无机盐溶液的腐蚀。在所有温度到沸点的情况下，腐蚀速率通常都很低。钛对氯化物溶液的耐蚀性非常好。然而，缝隙腐蚀是一个令人担忧的问题。其他酸性盐溶液，特别是由还原酸形成的酸性盐溶液，在高温下也可能导致纯钛的缝隙腐蚀。例如，10%的硫酸钠(pH值为2.0)沸腾溶液会对2级钛造成缝隙腐蚀。另一方面，12级和7级合金可以抵抗这种环境。 有机化学物质钛通常对有机介质表现出良好的耐腐蚀性能，并且在处理有机化合物的设备中得到越来越多的应用。2020欧洲杯下注官网凯恩指出，在瓦克工艺中，钛是一种标准的建筑材料，用于在金属氯化物水溶液中氧化乙烯生产乙醛。在对苯二甲酸和己二酸生产的关键领域也建立了成功的应用。一般来说，水分(甚至微量)和氧气的存在对钛在有机介质中的钝化非常有利。
在某些无水有机介质中，钛的钝化性很难保持。例如，在未合金钛中，当含水量低于1.5%时，甲醇会引起应力腐蚀开裂。在高温无水环境下，有机化合物可能发生解离，钛可能发生氢脆。由于许多有机工艺中含有微量的水和/或氧，钛在有机工艺流程中得到了成功的应用。 有机酸钛通常对有机酸有很强的抵抗力。它的行为取决于环境是在还原还是在氧化。已知只有少数有机酸能腐蚀钛。其中有热非曝气甲酸、热草酸、浓三氯乙酸和硫酸溶液。曝气可以提高钛在大多数非氧化酸溶液中的耐腐蚀性。在甲酸的情况下，它降低腐蚀速率到非常低的值。纯钛在0.3%的沸水硫酸中腐蚀速率极低，在0.7%的沸水硫酸中腐蚀速率超过100mpy (2.54 mm/y)。在0.7%溶液中加入0.375 g/l的氯化铁，腐蚀速率降低到1.2 mpy (0.031 mm/y)。 含3.5 g/l以上亚磺酸的沸水溶液能迅速腐蚀纯钛。因此，在用硫酸给钛热交换器除垢时要格外小心。酸的pH值不应低于1.0，以避免钛腐蚀。还应考虑用氯化铁来抑制酸。钛在较宽的浓度范围和远高于沸点的温度下都能抵抗醋酸。它被用于对苯二甲酸和己二酸高达400°F(204°C)和67%浓度。 在柠檬酸、酒石酸、硬脂酸、乳酸和单宁酸中观察到良好的抗性。12级和7级可以大大提高对腐蚀纯钛的有机酸的耐蚀性。同样，溶液中多价金属离子的存在可能导致腐蚀速率大幅降低。 氧气钛在高达700°F(371°C)的温度下对气态氧和空气有优异的耐腐蚀性。在700°F时，它呈现出浅稻草色。在空气中进一步加热到800°F(426°C)可能导致重氧化层，因为氧气通过钛晶格扩散增加。在1200°F(649°C)以上，钛缺乏抗氧化性，易变脆。在1700°F(927°C)时，刻度迅速形成。钛抗大气腐蚀。20年的环境温度测试得出的最大腐蚀速率为0.0010 mpy (2.54 × 10)－5毫米/年)，在工业和农村大气中也有类似的速率。 在高氧环境中使用钛应谨慎。在某些条件下，它可能会引燃。J.D. Jackson and Associates报告称，即使在非常高的压力下，当环境中的氧气含量低于35%时，也无法诱导点火。然而，一旦反应开始，它将在比启动反应所需的氧气水平低得多的大气中传播。作为稀释剂的蒸汽使反应在更低的氧浓度下进行2的水平。当新鲜的钛表面暴露在氧气环境中，它会迅速氧化并放热。氧化速率取决于氧2压力和浓度。当这个速率足够高，以致热量放出的速度快于传导的速度时，表面就可能开始熔化。反应变得自我维持，因为在熔点以上，氧化物迅速扩散到钛的内部，使活性高的新熔融钛在表面反应。 氢钛表面的氧化膜对氢的渗透起到了有效的屏障作用。氧化膜的破坏使氢很容易穿透。当氢在钛中的溶解度(2级约100-150 ppm)超过时，氢化物开始析出。吸收几百ppm的氢会导致脆化和在应力条件下开裂的可能性。 钛可以从含有氢气的环境中吸收氢气。在低于170°F(77°C)的温度下，氢的吸收非常缓慢，除了存在严重拉应力的情况外，没有实际意义。在无水条件下存在纯氢气时，在较高的温度和压力下可能会发生严重的氢化。表面条件对氢渗透也很重要。 不建议在纯氢中使用钛，因为如果氧化膜破裂，可能会发生氢化。实验室测试表明，氢气中只有2%的水分可以有效地钝化钛，因此不会发生氢吸收。这可能解释了钛在许多含氢工艺流中被成功地使用的事实，只有很少的氢化实例被报道。 更严重的情况是阴极外加或电感生电流直接在钛表面产生新生的氢。水分的存在并不妨碍这种类型的氢吸收。 实验室实验表明，发生氢化通常同时存在三种条件: •1.溶液pH值小于3或大于12;金属表面必须有磨损损坏;或外加电位比-0.70V更负。 •2.温度高于170°F(77°C)或只会形成表面氢化物膜，经验表明，这不会严重影响金属的性能。由于氢化引起的故障在这个温度下很少发生。(有证据表明，严重的拉伸应力可能会促进低温下的氢化。) •3。一定有某种产生氢的机制。这可能是一个电偶，外加电流的阴极保护，钛的腐蚀，或表面的动态磨损，其强度足以将金属电位压低到氢的自发演化所需要的以下。 二氧化硫和硫化氢在使用过程中发生的大多数钛的氢化失效都可以在此基础上加以解释。在海水中，氢可以在钛作为阴极，通过电偶联到不同的金属，如锌或铝，它们在电系中非常活跃(低)。与碳钢或其他电系较高的金属耦合在中性溶液中一般不会产生氢，即使在不同的金属上正在进行腐蚀。硫化氢的存在容易分解并降低pH值，如果它与碳钢或不锈钢结合在一起，显然可以在钛上生成氢。 在pH值为3到12的范围内，钛表面的氧化膜是稳定的，并对氢的渗透存在障碍。在这个pH值范围内对钛进行阴极充氢的努力在短期测试中没有成功。如果pH值低于3或高于12，氧化膜被认为是不稳定的，保护性较差。氧化膜的破裂使下面的钛金属容易获得可用的氢。机械破坏膜(即铁被涂抹到表面)允许氢进入任何pH水平。在接近中性的卤水中，阴极电位大于-0.7V的外加电流会导致氢在长期暴露下吸收。此外，极高的阴极电流密度(比-1.0V SCE更负)可能加速氢的吸收，并最终导致钛在海水中即使在环境温度下的脆性。 如果适当考虑设备设计和使用条件，以消除有害的电偶或其他促进氢化的条件，就可以避免氢化。2020欧洲杯下注官网 钛是耐腐蚀的气体二氧化硫和水饱和的二氧化硫。硫酸溶液对钛的影响也很小。钛在湿式SO中表现出优越的性能2电厂烟气脱硫系统的洗涤器环境。 钛不会被潮湿或干燥的硫化氢气体腐蚀。它对含硫化氢的水溶液也具有很高的耐腐蚀性。唯一已知的有害影响是上一节讨论的氢化问题。在与某些金属(如铁)的电偶中，H的存在2S会促进氢化。然而，氢化并不发生在含氢的水溶液中2如果避免了不利的电偶。例如，在美国国家腐蚀工程师协会(NACE)的测试溶液中，钛是完全耐腐蚀和应力开裂的，该测试溶液由含3000ppm溶解H的无氧水组成2S, 5% NaCl, 0.5%醋酸(pH 3.5)。在这种环境下，2、4、7和12级钛合金的拉伸试样的屈服强度达到98%，在30天的室温暴露下存活了下来。 此外，按照ASTM G38-73标准推荐操作规程的规定，对这些相同等级的钛的c环试样进行应力腐蚀开裂试验。进行了两组试验:一组试样应力为75%的屈服率，另一组应力为100%的屈服率。试样暴露在ASTM合成海水溶液中饱和H2年代和有限公司2在400°F(204°C)。溶液pH为3.5，样品暴露30天。没有故障，也没有任何腐蚀的迹象。 在高达500°F(260°C)的硫化物环境中，钛具有很高的抗一般腐蚀和点蚀能力。硫化垢不会在钛上形成，因此可以保持良好的传热。 氮和氨钛与纯氮发生反应，在1000°F(538°C)以上形成金黄色的表面膜。在1500°F(816°C)以上，氮扩散到钛中可能导致脆性。Jones等人(1977)已经证明钛在室温下不会被液态无水氨腐蚀。在104°F(40°C)下获得低腐蚀速率。钛也能抵抗气态氨。然而，在302°F(150°C)以上的温度下，氨将分解并形成氢和氮。在这种情况下，钛会吸收氢而变脆。钛在428°F(220°C)的氨-蒸汽环境中经历的高腐蚀速率被认为与氢化有关。 钛也能抵抗氢氧化铵。钛对浓缩溶液(高达70%的nhh)具有优异的耐腐蚀性4OH)到沸点。 氯化铵垢的形成导致2级钛在沸腾温度下的缝隙腐蚀。12级和7级在这些条件下是完全耐受的。这种缝隙腐蚀行为与氯化钠相似。 液态金属钛在中等温度下对许多液态金属有良好的耐蚀性。在某些情况下，在较高的温度下，它会迅速溶解。它在一些高达1650°F(899°C)的应用中得到了成功的应用。凯恩引用了钛在铝液中用于浇注喷嘴、撇渣耙和铸造钢包的例子。然而，快速流动的铝液会腐蚀钛，一些金属如镉会引起应力腐蚀开裂。 阳极氧化处理阳极氧化多年来一直被推荐为一种提高钛的耐蚀性和去除表面杂质(如嵌入的铁粒子)的方法。欧洲杯猜球平台分析认为，由于钛的耐腐蚀性是由于其表面形成的氧化膜，任何处理，如阳极氧化，增厚该膜将有助于提高钛的耐腐蚀性。 仔细的实验室测试表明这可能不是真的。在空气中高温下在钛表面形成的膜具有金红石结构，这种结构具有很强的抗酸性，可以提高钛的耐蚀性。另一方面，阳极氧化形成的水合结构对酸的抵抗力较差。在煮沸的盐酸溶液中进行的试验表明，阳极处理和新鲜腌制样品的耐腐蚀性没有显著差异。阳极氧化已被证明在抗氢吸收方面有边际的改善，但不如热氧化那么多。确实，阳极氧化有助于去除表面杂质，如嵌入的铁颗粒。欧洲杯猜球平台然而，要完全去除这些颗粒，可能需要过长的阳极氧化时间。欧洲杯猜球平台扫描电子显微镜检查证实，即使在阳极氧化20分钟后，表面铁污染仍然存在，尽管已减少。更有效的方法是用12%的HNO腌制3./1% HF在环境温度下保存5分钟，然后用水冲洗。通过扫描电子显微镜观察，发现已嵌入铁颗粒的样品表面完全没有任何铁污染。欧洲杯猜球平台 |