Đặc điểm và quy luật ăn mòn khe hở titan

Đặc điểm và quy luật ăn mòn khe hở titan

Ăn mòn đường nứt là hiện tượng ăn mòn cục bộ xảy ra ở những khe hở gần nhau.Các khe hở có thể được tạo ra về mặt cấu trúc (chẳng hạn như bề mặt kết nối mặt bích hoặc bề mặt miếng đệm, khe co giãn giữa các ống và tấm ống, và bề mặt kết nối của bu lông hoặc đinh tán, v.v.), cũng có thể do đóng cặn hoặc cặn bẩn và lớp phủ bên dưới.Trong những ngày đầu tiên, người ta tin rằng sự ăn mòn khe nứt của titan hoàn toàn không xảy ra trong nước biển và muối phun.Sau đó, trong môi trường clorua nhiệt độ cao (chẳng hạn như thiết bị trao đổi nhiệt nước biển), trong khí clo ướt (chẳng hạn như bình ngưng ống khí clo ướt), dung dịch axit clohydric ức chế ăn mòn oxy hóa, axit fomic và dung dịch axit oxalic và các môi trường khác, đã xảy ra liên tiếp nhau.Các kẽ hở ăn mòn hư hỏng thiết bị.

Sự ăn mòn kẽ nứt của titan có liên quan đến nhiều yếu tố như nhiệt độ môi trường xung quanh, loại clorua và nồng độ, độ pH, kích thước và hình học của kẽ nứt.Ngoài ra, đường nứt được cấu tạo từ các phi kim loại như titan và PTFE, titan và amiăng nhạy cảm hơn với sự ăn mòn của đường nứt so với đường nứt được cấu tạo bởi titan và titan.

Dựa trên các nghiên cứu và thực tiễn công nghiệp trong và ngoài nước, sự ăn mòn kẽ hở của titan có các đặc điểm và quy luật sau:

① Sự xuất hiện của ăn mòn đường nứt có thời gian mang thai và độ dài của thời gian mang thai có liên quan đến nhiều yếu tố, chẳng hạn như nhiệt độ môi trường xung quanh, loại và nồng độ clorua, nồng độ chất oxy hóa, vật liệu tiếp xúc với titan, giá trị pH của dung dịch và kích thước và hình dạng của đường nứt, v.v.Trong dung dịch natri clorua của titan, nồng độ ion clorua càng cao, nhiệt độ càng cao và giá trị pH càng thấp, thời gian ủ của ăn mòn kẽ hở càng ngắn, tức là độ nhạy của ăn mòn kẽ hở càng mạnh.

②Thành phần và giá trị pH của dung dịch trong khe hở hoàn toàn khác với dung dịch dạng khối.Nói chung, nồng độ oxy trong khe hở thấp hơn, nồng độ ion clorua và ion hydro cao hơn (giá trị pH thấp hơn dung dịch dạng khối), giá trị pH trong khe hở có thể giảm xuống <1, thế điện cực trong khoảng trống trở nên tiêu cực hơn, Do đó, titan trong khoảng trống đang ở trạng thái hoạt động.Các phép đo điện hóa trong phòng thí nghiệm cho thấy thứ tự tiềm năng ăn mòn khe nứt của các ion halogenua khác nhau là: CI-

③ Sự ăn mòn kẽ hở của titan thường khu trú trên bề mặt kẽ hở và thường không ăn mòn toàn bộ bề mặt kẽ hở.Sau khi thời gian ủ bệnh của ăn mòn kẽ nứt kết thúc, tức là khi đã được "tạo mầm", sự ăn mòn phát triển nhanh chóng do cơ chế tự xúc tác, cuối cùng dẫn đến thủng và phá hủy cục bộ.

④ Sự xuất hiện của ăn mòn các kẽ hở titan thường đi kèm với sự hấp thụ hydro, và thậm chí có thể quan sát thấy sự tồn tại của các hydrua hình kim trong titan bằng kính hiển vi kim loại học.Khi lượng hấp thụ hydro tăng lên, các hydrua trên bề mặt tiếp tục tăng lên, điều này làm tăng tốc độ ăn mòn tổng thể.Đồng thời, hydro liên tục thâm nhập vào kim loại, và sự kết tủa hydrua bên trong có thể trở thành nguồn nứt gây ra nứt ăn mòn do ứng suất, dẫn đến nứt dưới tác dụng của ứng suất bên ngoài.

⑤ Sau nhiều năm nghiên cứu, hình ảnh vật lý của quá trình ăn mòn kẽ hở của titan đã tương đối rõ ràng.Một cách ngắn gọn, nó được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn ủ bệnh và giai đoạn hòa tan hoạt động.

Vào đầu thời kỳ mang thai, phản ứng tương tự diễn ra bên trong và bên ngoài đường nứt.Phản ứng catot tiêu thụ oxy trong dung dịch khe hở.Khi ôxy trong khe bị cạn kiệt, phản ứng catốt chỉ tiến hành bên ngoài khe nứt, và phản ứng anốt chủ yếu được thực hiện trong khe - sự hòa tan anốt của titan.Với sự gia tăng liên tục của các ion titan trong khoảng trống, để duy trì sự cân bằng điện tích của các ion âm và dương trong khoảng trống, các ion clorua tiếp tục di chuyển vào trong khoảng trống.Đồng thời, các ion titan tích tụ trong các kẽ hở và trải qua phản ứng thủy phân để tạo ra sản phẩm ăn mòn màu trắng, đó là titan hydroxit.Sản phẩm ăn mòn màu trắng sau khi khử nước của titan hydroxit được xác định là TiO2.Phản ứng thủy phân làm giảm giá trị pH trong kẽ hở, điều này tiếp tục phá hủy quá trình thụ động hóa titan.Vì vậy, một khi thời gian ủ bệnh của ăn mòn kẽ nứt kết thúc, sự phát triển của nó rất nhanh chóng, đó là cái gọi là "thẩm phân tự động".

⑥ Trong "yếu tố hình học" của sự ăn mòn đường nứt của titan, các yếu tố như chiều dài của đường nứt, chiều rộng của đường nứt và tỷ lệ diện tích bên trong và bên ngoài đường nứt được bao gồm.Các giá trị này thường cần được xác định bằng thực nghiệm đối với một hệ thống cụ thể và không thể thu được bằng dự đoán lý thuyết.Thử nghiệm cho chúng ta biết rằng xu hướng ăn mòn đường nứt của đường may hẹp lớn hơn nhiều so với đường may rộng và chiều rộng của đường may chung nhỏ hơn 0,5mm.

⑦ Để cải thiện khả năng chống ăn mòn của titan trong việc khử axit vô cơ và giảm độ nhạy của ăn mòn khe hở, các hợp kim titan, chẳng hạn như hợp kim Ti-Pd, hợp kim Ti-Ni-Mo thường vượt trội hơn titan nguyên chất công nghiệp, đặc biệt là Ti-Pd hợp kim.Các kỹ thuật xử lý bề mặt như mạ palladium, oxy hóa nhiệt hoặc anod hóa tại vị trí kẽ hở trên bề mặt titan có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn đường nứt của titan.