Analýza na mieru{0}}vyrobených titánových rúr

Jan 03, 2026 Zanechajte správu

Vo všeobecnosti titánové rúrky vykazujú dobrú odolnosť proti korózii v oxidačných médiách (ako je kyselina dusičná, kyselina chrómová, kyselina chlórna a kyselina chloristá). Pri redukujúcich kyselinách (ako sú zriedené roztoky kyseliny sírovej a kyseliny chlorovodíkovej) sa však pasivácia oxidového filmu ničí, čo vedie k rýchlejšej rýchlosti korózie, ktorá sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a koncentráciou. Pri redukcii kyselín môže pridanie solí ťažkých kovov výrazne inhibovať koróziu. Zliatiny titánu-paládia a zliatiny titánu-niklu-molybdénu vykazujú výrazne lepšiu odolnosť proti korózii v porovnaní s komerčne čistým titánom.

 

Titánové rúrky sú najlepším kovovým materiálom pre zariadenia na ohrev roztoku kyseliny dusičnej. Titánové výmenníky tepla sa už mnoho rokov používajú v 60% kyseline dusičnej pri teplote okolo 193 stupňov bez akýchkoľvek známok korózie. Pri vriacej 40 % a 68 % kyseline dusičnej spočiatku dochádza k určitej korózii, ale po krátkom čase sa pasivácia titánu obnoví a rýchlosť korózie sa výrazne zníži. Môže to súvisieť s účinkom titánových iónov na inhibíciu korózie.

Pri vysokoteplotnej kyseline dusičnej závisí odolnosť titánu proti korózii od čistoty kyseliny dusičnej. Vo vysokoteplotných roztokoch kyseliny dusičnej alebo vo výparoch kyseliny dusičnej je korózia výraznejšia, keď je koncentrácia kyseliny dusičnej medzi 20 % a 60 %. Rôzne kovové ióny, dokonca aj vo veľmi nízkych koncentráciách, ako napríklad Si/Cr/Fe/Ti, majú tiež zmierňujúci účinok na koróziu titánu vo vysokoteplotných roztokoch kyseliny dusičnej. Vo vysokoteplotných roztokoch kyseliny dusičnej vykazuje titán väčšiu odolnosť proti korózii ako nehrdzavejúca oceľ. Produkt korózie titánu (Ti{10}}) je veľmi dobrým inhibítorom korózie pre kyselinu dusičnú.

 

Pri izbovej teplote môže komerčne čistý titán vydržať iba roztoky kyseliny sírovej pod 5 %; ak sa teplota zníži na približne 0 stupňov, koncentrácia kyseliny sírovej sa môže zvýšiť na 20 %. Ak je teplota dostatočne vysoká na to, aby sa roztok uvaril, korózia bude stále nastať, aj keď je koncentrácia kyseliny sírovej len 0,5 %. Pri rovnakej teplote je rýchlosť korózie titánu v roztoku kyseliny sírovej výrazne vyššia, keď sa prebubláva plynný dusík, v porovnaní so vzduchom. Tento korózny vzor je v podstate rovnaký v iných redukujúcich anorganických kyselinách.

 

Pri izbovej teplote môže komerčne čistý titán vydržať roztoky kyseliny chlorovodíkovej pod 7 %. Odolnosť proti korózii výrazne klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Zliatiny titánu-niklu-molybdénu však znesú 9 % roztoky kyseliny chlorovodíkovej. Zliatiny titánu-paládia môžu dosiahnuť obsah paládia až 27 %. Vysoko{10}}valenčné ióny ťažkých kovov, ako je železo, nikel, meď a molybdén, môžu výrazne zlepšiť odolnosť titánu proti korózii. To je dôvod, prečo sa titán úspešne používa v systémoch kyseliny chlorovodíkovej v hydrometalurgickom priemysle.


Pri izbovej teplote je komerčne čistý titán odolný voči roztokom kyseliny fosforečnej pod 30 %. Keď teplota stúpne na 60 stupňov, koncentrácia klesne na 10%. Pri 100 stupňoch sa koncentrácia kyseliny fosforečnej môže udržiavať iba na úrovni približne 2% a varenie neurýchľuje koróziu titánu.


Titánové rúrky sú vo všeobecnosti v organických zlúčeninách-odolné voči korózii. Jeho skutočná odolnosť proti korózii súvisí s redukčnými a oxidačnými vlastnosťami roztoku organickej kyseliny. Zo známych organických kyselín koroduje titán len niekoľko. Napríklad horká kyselina mravčia, horúca kyselina šťaveľová a koncentrovaná kyselina trichlóroctová v prítomnosti vzduchu; rýchlosť korózie titánu sa však zníži, keď sa privedie vzduch. Obsah vody a vzduchu v médiu organickej zlúčeniny sú prospešné pre titán na udržanie jeho pasivity. Pri vysokej teplote a bezvodých podmienkach sa rozkladom organických zlúčenín uvoľňuje plynný vodík, čo môže viesť k riziku absorpcie vodíka a vodíkového krehnutia titánu. Hoci korózia titánu v médiách organických zlúčenín nie je závažná, citlivosti na vodíkové skrehnutie a koróziu pod napätím je potrebné venovať dostatočnú pozornosť.

 

Titán je odolný voči kyseline octovej v širokom rozsahu teplôt a koncentrácií a používa sa v kyseline tereftalovej a kyseline adipovej pri 204 stupňoch a 67 %. Vykazuje tiež vynikajúcu odolnosť voči korózii v organických kyselinách, ako je kyselina citrónová, kyselina vínna, kyselina trieslová a kyselina mliečna.

 

Titánové rúry majú silnú odolnosť proti korózii v zásadách a alkalických médiách. Je vysoko odolný voči hydroxidu sodnému, hydroxidu draselnému, čpavkovej vode, hydroxidu vápenatému a hydroxidu horečnatému. Vo vriacom nasýtenom hydroxide vápenatom, hydroxide horečnatom a čpavkovej vode je rýchlosť korózie titánu takmer nulová. Rýchlosť korózie presahuje 1,09 mm/rok iba v roztokoch hydroxidu sodného s vysokou-teplotou a vysokou{4}}koncentráciou, ako sú 50 %-73 % roztoky pri 188 stupňoch. Napriek tomu nemožno ignorovať citlivosť titánu na vodíkové krehnutie vo vysokoteplotných alkalických roztokoch. Keď teplota presiahne 77 stupňov a hodnota pH alkalického roztoku je vyššia ako 12, osobitná pozornosť by sa mala venovať možnosti absorpcie vodíka a vodíkového krehnutia titánu v alkalických roztokoch.

 

Spomedzi rôznych kovových materiálov vykazuje titán vynikajúcu odolnosť proti korózii vo vlhkom plynnom chlóre, roztokoch chloridov (okrem ZnCl2, AlCl3 a CaCl2 s vysokou{0}}teplotou a vysokou koncentráciou) a roztokoch obsahujúcich zlúčeniny chlóru (ako je kyselina chlorovodíková). Úspešne sa používa v bieliarňach, elektrolytických chlórových zariadeniach a čistiarňach odpadových vôd. Titánové materiály však podliehajú štrbinovej korózii pri vysokých-teplotách a vysokej{8}}koncentrácii chloridových roztokov, najmä keď sú v kontakte s organickými zlúčeninami, ako je polytetrafluóretylén, kde je štrbinová korózia ešte závažnejšia.

 

Titán podlieha silnej korózii v suchom plynnom chlóre, čo dokonca vedie k vznieteniu a samovznieteniu. Reakcia medzi Ti a Cl za vzniku TiCl4 je exotermická reakcia. Len keď je obsah vody v médiu veľmi nízky, môže uvoľnené teplo podporovať spaľovanie titánu, kým sa nevyčerpá suchý plynný chlór a titán. Ak plynný chlór obsahuje vodu, chlorid titaničitý podlieha hydrolýze, pričom vzniká biely hydroxid titaničitý. Hydroxid titaničitý je stabilná pevná zlúčenina, na rozdiel od chloridu titaničitého (bod varu 136 stupňov), ktorý je vysoko prchavou kvapalinou. Hranica medzi „suchým“ a „mokrým“ závisí od faktorov, ako je teplota okolia a zloženie zliatiny. Uvádza sa, že minimálny obsah vody potrebný na udržanie pasivity v plynnom chlóre pri teplote približne 200 stupňov pre komerčne čistý titán je asi 1,5 %; pri izbovej teplote je potrebné udržiavať minimálny obsah vody iba nad 0,3 %-0,4 %, aby sa zabránilo vznieteniu. Zliatiny titánu-paládia a zliatiny titánu a{15}niklu a molybdénu môžu zachovať pasivitu kovu pri ešte nižšom obsahu vody.

 

Odolnosť titánových rúr proti korózii voči brómu a jódu je podobná odolnosti voči chlóru; udržiavanie určitého množstva vody môže zabezpečiť, že titán nebude korodovať. Titán však koroduje v roztokoch fluóru, kyseliny fluorovodíkovej alebo kyslých fluoridov aj pri veľmi nízkych koncentráciách a nie sú k dispozícii takmer žiadne inhibítory korózie. Preto sa titán neodporúča používať v prostrediach vystavených atmosfére fluóru. Kyslé roztoky fluoridu v dôsledku prítomnosti kyseliny fluorovodíkovej rýchlo korodujú titán. Avšak určité fluoridy v komplexe s kovovými iónmi alebo extrémne stabilné fluoridy (ako sú fluórované uhľovodíky) zvyčajne nekorodujú titán. Titánové rúry vykazujú vynikajúcu odolnosť proti korózii v riečnej aj morskej vode, najmä v morskej vode, kde je odolnosť titánu proti korózii 100-krát väčšia ako odolnosť nehrdzavejúcej ocele. Titán je najodolnejší kovový materiál- voči korózii vo všetkých prírodných vodách. Vo vode a pare s vysokou-teplotou (napríklad 300 stupňov) môže titán zaznamenať určité odfarbenie alebo stratu lesku a dokonca aj mierne zvýšenie hmotnosti, ale nespôsobuje to koróziu. Titán je vysoko odolný voči korózii-v morskej vode pri teplotách až 260 stupňov . Titánové rúrkové kondenzátory sa používajú v znečistenej morskej vode už viac ako 20 rokov, vykazujú len mierne sfarbenie a žiadne známky korózie.

 

Komerčne čistý titán má dobrú odolnosť proti štrbinovej korózii, jamkovej korózii a nárazovej korózii v morskej vode a nie je vážne náchylný na koróziu pod napätím a koróznu únavu. Miera erózie sa mierne zvyšuje pri vysokej{1}}rýchlosti morskej vody (napr. 36,6 m/s). Prítomnosť abrazívnych častíc, ako je piesok, v morskej vode ovplyvňuje odolnosť titánu proti erózii, ale nie tak vážne ako pri zliatinách medi a zliatinách hliníka. V morskej vode je titán ideálnym materiálom na odolnosť proti kavitačnej korózii. Avšak, pretože titán nekoroduje ani nie je toxický v morskej vode, poskytuje dobrý povrch pre uchytenie morských organizmov, čo je problém, ktorý je potrebné riešiť v praktických aplikáciách.