Χαρακτηριστικά και νόμοι της διάβρωσης ρωγμών τιτανίου

Χαρακτηριστικά και νόμοι της διάβρωσης ρωγμών τιτανίου

Η διάβρωση ρωγμών είναι ένα εντοπισμένο φαινόμενο διάβρωσης που εμφανίζεται στα στενά χάσματα. Τα χάσματα μπορούν να παραχθούν δομικά (όπως οι επιφάνειες σύνδεσης φλαντζών ή οι επιφάνειες στολισμάτων, οι ενώσεις επέκτασης μεταξύ των σωλήνων και των φύλλων σωλήνων, και οι επιφάνειες σύνδεσης των μπουλονιών ή των καρφιών, κ.λπ.), μπορεί επίσης να προκληθεί από το ξελέπιασμα ή τις καταθέσεις και την ελλοχεύουσα κάλυψη. Τις πρώτες μέρες, θεωρήθηκε ότι η διάβρωση ρωγμών του τιτανίου δεν εμφανίστηκε στο νερό της θάλασσας και τον αλατισμένο ψεκασμό καθόλου. Αργότερα, στα υψηλής θερμοκρασίας μέσα χλωριδίου (όπως οι ανταλλάκτες θερμότητας νερού της θάλασσας), στο υγρό αέριο χλωρίου (όπως ο υγρός συμπυκνωτής σωλήνων αερίου χλωρίου), διάβρωση-εμποδισμένο το οξειδωτικό διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, τα διαλύματα μυρμηκικού οξέος και οξαλικού οξέος και άλλα μέσα, έχουν εμφανιστεί διαδοχικά. Ζημία διάβρωσης ρωγμών του εξοπλισμού.

Η διάβρωση ρωγμών του τιτανίου συσχετίζεται με πολλούς παράγοντες όπως η περιβαλλοντική θερμοκρασία, τα είδη και η συγκέντρωση χλωριδίου, το pH, και το μέγεθος και η γεωμετρία ρωγμών. Επιπλέον, η ρωγμή που αποτελείται από τα αμέταλλα όπως το τιτάνιο και PTFE, το τιτάνιο και ο αμίαντος είναι πιό ευαίσθητη στη διάβρωση ρωγμών από τη ρωγμή που αποτελείται από το τιτάνιο και το τιτάνιο.

Με βάση την έρευνα και τη βιομηχανική πρακτική στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, η διάβρωση ρωγμών του τιτανίου έχει τα ακόλουθους χαρακτηριστικά και τους νόμους:

①Το περιστατικό της διάβρωσης ρωγμών έχει μια περίοδο κύησης, και το μήκος της περιόδου κύησης συσχετίζεται με πολλούς παράγοντες, όπως η περιβαλλοντική θερμοκρασία, ο τύπος και η συγκέντρωση χλωριδίου, η συγκέντρωση οξειδωτικών, τα υλικά σε επαφή με το τιτάνιο, η αξία pH της λύσης, και το μέγεθος και η γεωμετρία της ρωγμής, κ.λπ…. Στη λύση χλωριούχου νατρίου του τιτανίου, όσο υψηλότερης η ιονική συγκέντρωση χλωριδίου, τόσο υψηλότερης η θερμοκρασία, και τόσο χαμηλότερης η αξία pH, τόσο κοντύτερη η περίοδος επώασης διάβρωσης ρωγμών, δηλ., τόσο ισχυρότερη η ευαισθησία της διάβρωσης ρωγμών.

②Η σύνθεση και η αξία pH της λύσης στο χάσμα είναι απολύτως διαφορετικές από τη μαζική λύση. Κατά γενική ομολογία, η συγκέντρωση οξυγόνου στο χάσμα είναι χαμηλότερη, το ιόν χλωριδίου και η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου είναι υψηλότερα (η αξία pH είναι χαμηλότερη από τη μαζική λύση), η αξία pH στο χάσμα μπορεί να μειωθεί <1>

③Η διάβρωση ρωγμών του τιτανίου είναι συνήθως εντοπισμένη στην επιφάνεια ρωγμών, και γενικά δεν διαβρώνει τη σε ολόκληρη επιφάνεια ρωγμών. Μετά από την επώαση η περίοδος διάβρωσης ρωγμών τελειώνει, δηλ., μόλις «nucleated», αναπτυχθεί γρήγορα η διάβρωση λόγω του αυτοκαταλυτικού μηχανισμού, ο οποίος οδηγεί τελικά στην τοπικές διάτρηση και την καταστροφή.

④Το περιστατικό της διάβρωσης ρωγμών τιτανίου συνοδεύεται συχνά από την απορρόφηση υδρογόνου, και ακόμη και η ύπαρξη των needle-like υδρίδιων στο τιτάνιο μπορεί να παρατηρηθεί ένα μεταλλογραφικό μικροσκόπιο. Δεδομένου ότι το ποσό απορρόφησης υδρογόνου αυξάνεται, τα υδρίδια στην επιφάνεια συνεχίζουν να αυξάνονται, το οποίο επιταχύνει τη γενική διάβρωση. Συγχρόνως, το υδρογόνο διαπερνά συνεχώς στο μέταλλο, και η εσωτερική πτώση υδρίδιων μπορεί να γίνει η πηγή ρωγμών ραγίσματος διάβρωσης πίεσης, με συνέπεια το ράγισμα στο πλαίσιο της δράσης της εξωτερικής πίεσης.

⑤Μετά από τα έτη έρευνας, η φυσική εικόνα της διαδικασίας διάβρωσης ρωγμών του τιτανίου είναι σχετικά σαφής. Εν συντομία, διαιρείται σε δύο φάσεις: η περίοδος επώασης και η ενεργός περίοδος διάλυσης.

Στην αρχή της περιόδου κύησης, η ίδια αντίδραση πραγματοποιείται μέσα και έξω από στη ρωγμή. Η καθοδική αντίδραση καταναλώνει το οξυγόνο στη λύση ρωγμών. Όταν το οξυγόνο στη ρωγμή μειώνεται, η καθοδική αντίδραση προχωρά μόνο έξω από τη ρωγμή, και η ανοδική αντίδραση πραγματοποιείται κυρίως στη ρωγμή - η ανοδική διάλυση του τιτανίου. Με τη συνεχή αύξηση των ιόντων τιτανίου στο χάσμα, προκειμένου να διατηρηθεί η ισορροπία δαπανών των θετικών και αρνητικών ιόντων στο χάσμα, τα ιόντα χλωριδίου συνεχίζουν να μεταναστεύουν στο χάσμα. Συγχρόνως, τα ιόντα τιτανίου συσσωρεύουν στις ρωγμές και υποβάλλονται σε μια αντίδραση υδρόλυσης να παραχθεί ένα άσπρο προϊόν διάβρωσης, δηλαδή υδροξείδιο τιτανίου. Το άσπρο προϊόν διάβρωσης μετά από την αφυδάτωση του υδροξειδίου τιτανίου προσδιορίζεται ως TiO2. Η αντίδραση υδρόλυσης μειώνει την αξία pH στη ρωγμή, η οποία καταστρέφει περαιτέρω την παθητικότητα του τιτανίου. Επομένως, μόλις τελειώνει η περίοδος επώασης διάβρωσης ρωγμών, η ανάπτυξή της είναι πολύ γρήγορη, το οποίο είναι το αποκαλούμενο «autocatalysis».

⑥Στο «γεωμετρικό παράγοντα» της διάβρωσης ρωγμών του τιτανίου, οι παράγοντες όπως το μήκος της ρωγμής, το πλάτος της ρωγμής και η αναλογία της περιοχής μέσα και έξω από στη ρωγμή συμπεριλαμβάνονται. Αυτές οι τιμές πρέπει γενικά να καθοριστούν πειραματικά για ένα συγκεκριμένο σύστημα, και δεν μπορούν να ληφθούν από τη θεωρητική πρόβλεψη. Η δοκιμή μας λέει ότι η τάση διάβρωσης ρωγμών της στενής ραφής είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή της ευρείας ραφής, και το πλάτος της γενικής ραφής είναι λιγότερο από 0.5mm.

⑦Προκειμένου να βελτιωθεί η αντίσταση διάβρωσης του τιτανίου στη μείωση των ανόργανων οξέων και να μειωθεί η ευαισθησία της διάβρωσης ρωγμών, κράματα τιτανίου, όπως τα κράματα Tj-Pd, τα κράματα Tj-Νι-Mo είναι γενικά ανώτερα από το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο, ειδικά Tj - Pd κράμα. Οι τεχνικές επεξεργασίας επιφάνειας όπως η επένδυση παλλάδιου, η θερμική οξείδωση ή η υποβολή σε ανοδική οξείδωση στη θέση ρωγμών στην επιφάνεια τιτανίου μπορούν να βελτιώσουν την αντίσταση διάβρωσης ρωγμών του τιτανίου.