صفحات تیتانیوم مقاومت فوقالعادهای در برابر خوردگی و استحکام ویژه بالا در پردازشهای شیمیایی، مهندسی دریایی، هوافضا و کاربردهای انرژی هیدروژن در حال ظهور دارند. به عنوان مثال، صفحات متخلخل متالورژی پودر تیتانیوم TOPTITECH، دمای تا 300 درجه را تحمل می کنند و در عین حال یکپارچگی ساختاری در الکترولیت های اسیدی، قلیایی و کلریدی{2}غنی{3}}{3}} را حفظ می کنند که عملکرد فیلتراسیون قابل اعتماد را در پالایش نفت، صنایع داروسازی، صنایع هسته ای و تنظیمات تولید می کند. با این حال، حتی تیتانیوم-علیرغم لایه TiO2 منفعل قویاش-در برابر مکانیسمهای تخریب موضعی تحت شرایط تهاجمی خاص آسیبپذیر باقی میماند. خوردگی شکاف، شکنندگی هیدروژنی، سایش گازی، و اکسیداسیون در دمای{8} بالا هر یک میتوانند در زمانی که پارامترهای عملیاتی از آستانههای بحرانی فراتر میروند، عمر مفید را پیش از موعد به خطر بیندازند.
این مقاله به مهندسان، سرپرستان تعمیر و نگهداری و مشخصکنندههای مواد، استراتژیهای عملی را در چهار حوزه حیاتی ارائه میدهد: انتخاب درجه مواد، کنترل محیطی، مهندسی سطح، و پروتکلهای نگهداری سیستماتیک. هر بخش پارامترهای قابل اندازهگیری و آستانههای فرآیند ضروری را برای به حداکثر رساندن طول عمر صفحه تیتانیوم در کارخانههای شیمیایی، سکوهای فراساحلی، سازههای هوافضا و تجهیزات انتقال حرارت صنعتی ارائه میدهد.
1. انتخاب مواد: بهینه سازی درجه برای رسانه های تهاجمی
همه گریدهای تیتانیوم در برابر حمله خورنده به یک اندازه عمل نمی کنند. نمرات خالص تجاری-TA1 (درجه 1)، TA2 (درجه 2)، و TA3 (درجه 3)-مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی در اکثر محیط های اکسید کننده ارائه می دهند، با TA2 به عنوان انتخاب صنعتی پیش فرض به دلیل ترکیب متعادلی از استحکام، شکل پذیری و جوش پذیری. TA1 حداکثر شکلپذیری را برای کاربردهای کشش عمیق فراهم میکند، در حالی که TA3 استحکام کششی بالاتری (تقریباً 450 مگاپاسکال) به قیمت کاهش شکلپذیری ارائه میکند.
با این حال، تیتانیوم خالص آسیب پذیری قابل توجهی را در محیط های شیمیایی خاص نشان می دهد. اسید هیدروفلوریک به شدت به تیتانیوم در هر غلظتی حمله می کند. اسیدهای احیاکننده-از جمله اسیدهای کلریدریک و سولفوریک-میتوانند فیلم غیرفعال را در دمای{4}}ترکیبات خاصی از غلظت بیثبات کنند. محیط های مرطوب گاز کلر نیز خطراتی را برای گریدهای استاندارد ایجاد می کند.
برای این شرایط تهاجمی، نمرات آلیاژی پالادیوم{0}}محافظت عالی را ارائه میکنند. TA9 (Ti-0.2Pd، درجه 7) و TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni، درجه 12) افزودههای فلز نجیب را در خود جای دادهاند که پتانسیل بیش از حد تکامل هیدروژن را کاهش میدهند و پتانسیل خوردگی را به ناحیه غیرفعال حتی در کاهش رسانههای اسیدی منتقل میکنند. TA10 مقاومت در برابر خوردگی شکاف برجسته ای را نشان می دهد و در محیط های حاوی کلرید و کاهش دهنده عملکرد بهتری از TA2 دارد. TA9 مقاومت در برابر خوردگی را در مقایسه با TA2 افزایش می دهد و در عین حال جوش پذیری خوبی را حفظ می کند. برای کاربردهایی که شامل کلر اشباع شده با آثار نمک در دماهای 120-130 درجه و pH 2 است، Ti-0.5Pd (درجه 7) مقاومت در برابر خوردگی شکاف اثبات شده ای را ارائه می دهد.
- پروتکل انتخاب:
هنگام تعیین صفحه تیتانیوم در ASTM B265-استاندارد حاکم که نوار، ورق، ورق آلیاژ تیتانیوم و تیتانیوم آنیل شده را پوشش میدهد - الزامات ترکیب شیمیایی نیتروژن، کربن، هیدروژن، آهن و اکسیژن باید در برابر محیط خدمات مورد نظر تأیید شود.
