1. Resistenza alla corrosione del titanio nei mezzi chimici
1. Acido nitrico
L'acido nitrico è un acido ossidante. Il titanio mantiene una pellicola di ossido denso sulla sua superficie nell'acido nitrico. Pertanto, il titanio ha un'eccellente resistenza alla corrosione nell'acido nitrico. La velocità di corrosione del titanio aumenta con l'aumento della temperatura della soluzione di acido nitrico. Quando la temperatura è compresa tra 190 e 240 gradi e la concentrazione è compresa tra il 20% e il 70%, la sua velocità di corrosione può raggiungere fino a 10 mm/a. Tuttavia, l'aggiunta di una piccola quantità di composti contenenti silicio alla soluzione di acido nitrico può inibire la corrosione dell'acido nitrico ad alta temperatura sul titanio; ad esempio, dopo aver aggiunto olio di silicone a una soluzione di acido nitrico ad alta temperatura al 40%, la velocità di corrosione può essere ridotta quasi a zero. Ci sono anche dati che al di sotto dei 500 gradi, il titanio ha un alto grado di resistenza alla corrosione in soluzione di acido nitrico dal 40% all'80% e vapore. Nell'acido nitrico fumante, quando il contenuto di biossido di azoto è superiore al 2%, l'insufficiente contenuto di acqua provoca una forte reazione esotermica, con conseguente esplosione.
2. Acido solforico
L'acido solforico è un acido fortemente riducente. Il titanio ha una certa resistenza alla corrosione a basse temperature e soluzioni di acido solforico a bassa concentrazione. A 0 gradi, può resistere alla corrosione dell'acido solforico con una concentrazione fino al 20%. Con l'aumento della concentrazione dell'acido e della temperatura, aumenta la velocità di corrosione. Pertanto, il titanio ha una scarsa stabilità nell'acido solforico. Anche a temperatura ambiente con ossigeno disciolto, il titanio può resistere solo alla corrosione dell'acido solforico al 5%. A 100 gradi, il titanio può resistere solo alla corrosione dell'acido solforico allo 0,2%. Il cloro ha un effetto inibitorio sulla corrosione del titanio nell'acido solforico, ma a 90 gradi e una concentrazione di acido solforico del 50%, il cloro accelera la corrosione del titanio e provoca persino un incendio. La resistenza alla corrosione del titanio nell'acido solforico può essere migliorata introducendo aria, azoto o aggiungendo ossidanti e ioni di metalli pesanti ad alta valenza nella soluzione. Pertanto il titanio ha scarso valore pratico nell'acido solforico.
3. Soluzione alcalina
Il titanio ha una buona resistenza alla corrosione nella maggior parte delle soluzioni alcaline. La velocità di corrosione aumenta con la concentrazione e la temperatura della soluzione. Quando nella soluzione alcalina sono presenti ossigeno, ammoniaca o anidride carbonica, la corrosione del titanio sarà accelerata. Nella soluzione alcalina contenente ossido di idrogeno, la resistenza alla corrosione del titanio è molto scarsa. Tuttavia, la resistenza alla corrosione nella soluzione di idrossido di sodio è migliore di quella nell'idrossido di potassio e ha una forte resistenza alla corrosione anche in soluzioni di idrossido di sodio ad alta temperatura e alta concentrazione. Ad esempio, la velocità di corrosione del titanio in una soluzione di idrossido di sodio al 73% a 130 gradi è di soli 0,18 mm/a. Il titanio è diverso dagli altri metalli in quanto non produrrà cricche da corrosione sotto sforzo in soluzione di idrossido di sodio, ma l'esposizione a lungo termine può produrre fragilità da idrogeno. Pertanto, la temperatura di utilizzo del titanio in soda caustica e altre soluzioni alcaline dovrebbe essere inferiore o uguale a 93,33 gradi.
4. Cloro
La stabilità del titanio nel cloro dipende dal contenuto di acqua nel cloro. Tuttavia, non è resistente alla corrosione nel cloro secco e c'è il rischio di causare combustione. Pertanto, i materiali in titanio devono mantenere un certo contenuto di acqua quando vengono utilizzati nel cloro. Il contenuto di acqua richiesto per mantenere il titanio passivato nel cloro è correlato a fattori quali pressione, portata e temperatura del cloro.
5. Supporti organici
Il titanio ha un'elevata resistenza alla corrosione in benzina, toluene, fenolo, formaldeide, tricloroetano, acido acetico, acido citrico, acido monocloroacetico, ecc. Al punto di ebollizione e senza gonfiaggio, il titanio sarà gravemente corroso in acido formico al di sotto del 25%. In soluzioni contenenti anidride acetica, il titanio non solo sarà gravemente corroso nel complesso, ma produrrà anche corrosione puntiforme. Per molti complessi mezzi organici incontrati nei processi di sintesi organica, come nella produzione di ossido di propilene, fenolo, acetone, acido cloroacetico e altri mezzi chimici, il titanio ha una migliore resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio inossidabile e ad altri materiali strutturali.
2. Diverse caratteristiche di corrosione locale del titanio
6. Corrosione interstiziale Il titanio ha una resistenza particolarmente forte alla corrosione interstiziale, e la corrosione interstiziale si verifica solo in pochi mezzi chimici. La corrosione interstiziale del titanio è strettamente correlata alla temperatura, alla concentrazione di cloruro, al valore del pH e alle dimensioni della fessura. Secondo le informazioni pertinenti, la corrosione interstiziale è incline a verificarsi quando la temperatura del cloro umido è superiore a 85 gradi. Ad esempio, alcune fabbriche utilizzano una torre compatta per raffreddare direttamente il gas di cloro umido a 65-70 gradi prima di entrare nel refrigeratore in titanio per migliorare la resistenza alla corrosione interstiziale, e anche l'effetto è significativo. La pratica ha dimostrato che abbassare la temperatura è uno dei modi efficaci per prevenire la corrosione interstiziale. La corrosione interstiziale del titanio si è verificata anche in una soluzione di cloruro di sodio ad alta temperatura. In breve, per parti e componenti inclini alla corrosione interstiziale, come superfici di tenuta, giunti di dilatazione tra piastre tubiere e tubi, scambiatori di calore a piastre, parti di contatto tra piastre e corpi delle torri e dispositivi di fissaggio nelle torri, si dovrebbero utilizzare leghe di titanio come Ti-0.2Pd. Durante la progettazione, si dovrebbero evitare fessure e aree stagnanti. Ad esempio, gli elementi di fissaggio nelle torri dovrebbero essere collegati il meno possibile con bulloni. La struttura di saldatura di tenuta e giunto di dilatazione delle piastre tubiere e dei tubi è migliore dei semplici giunti di dilatazione. Per le superfici di tenuta delle flange, non si dovrebbero usare cuscinetti di amianto e si dovrebbero usare cuscinetti di amianto avvolti in pellicola di politetrafluoroetilene.
7. Corrosione ad alta temperatura
La resistenza alla corrosione ad alta temperatura del titanio dipende dalle caratteristiche del mezzo e dalle prestazioni del suo film di ossido superficiale. Il titanio può essere utilizzato come materiale strutturale fino a 426 gradi in aria o in atmosfere ossidanti, ma a circa 250 gradi, il titanio inizia ad assorbire idrogeno in modo significativo. In un'atmosfera completamente di idrogeno, quando la temperatura sale oltre i 316 gradi, il titanio assorbe idrogeno e diventa fragile. Pertanto, senza test approfonditi, il titanio non dovrebbe essere utilizzato in apparecchiature chimiche con una temperatura superiore a 330 gradi. Considerando l'assorbimento di idrogeno e le proprietà meccaniche, la temperatura di esercizio di tutti i recipienti a pressione in titanio non deve superare i 250 gradi e il limite superiore della temperatura di esercizio dei tubi in titanio per scambiatori di calore è di circa 316 gradi.
8. Corrosione sotto sforzo
Ad eccezione di alcuni singoli supporti, il titanio puro industriale ha un'eccellente resistenza alla corrosione sotto sforzo e il fenomeno del danneggiamento delle apparecchiature in titanio dovuto alla corrosione sotto sforzo è ancora raro. Il titanio passivo industriale produce corrosione sotto sforzo solo in supporti quali acido nitrico fumante, alcune soluzioni di metanolo o alcune soluzioni di acido cloridrico, ipocloriti ad alta temperatura, sali fusi a una temperatura di 300-450 gradi o atmosfere contenenti NaCl, disolfuro di carbonio, n-esano e cloro secco. La tendenza del titanio alla criccatura da corrosione sotto sforzo nell'acido nitrico aumenta gradualmente con l'aumento del contenuto di NO2 e la diminuzione del contenuto di acqua. La tendenza alla corrosione sotto sforzo del titanio raggiunge il suo massimo nell'acido nitrico anidro contenente il 20% di NO2 libero. Quando l'acido nitrico concentrato contiene più del 6.{{10}}% di NO2 e meno dello 0,7% di H2O, anche il titanio puro industriale subirà criccatura da corrosione sotto sforzo anche a temperatura ambiente. Nel mio Paese si sono verificate gravi corrosioni sotto sforzo ed esplosioni quando sono state utilizzate apparecchiature in titanio in acido nitrico concentrato al 98%. Il titanio puro industriale è sensibile alla corrosione sotto sforzo in una soluzione di acido cloridrico al 10% e il titanio produce corrosione sotto sforzo in una soluzione di acido cloridrico allo 0,4% più metanolo. In sintesi, sebbene il titanio presenti danni da corrosione sotto sforzo in alcuni supporti speciali, rispetto ad altri metalli, ha una buona resistenza alla corrosione sotto sforzo; il titanio ha una forte resistenza alla corrosione in acidi e alcali e può formare una pellicola di ossido in acidi e alcali, ma è anche condizionale. Spero che vi sia utile quando utilizzate i nostri materiali.
