Analyse av spesiallagde-titanrør

Jan 03, 2026 Legg igjen en beskjed

Generelt viser titanrør god korrosjonsbestandighet i oksiderende medier (som salpetersyre, kromsyre, underklorsyre og perklorsyre). Ved reduserende syrer (som fortynnet svovelsyre og saltsyreløsninger) blir imidlertid passiveringen av oksidfilmen ødelagt, noe som resulterer i en raskere korrosjonshastighet, som øker med økende temperatur og konsentrasjon. Ved å redusere syrer kan tilsetning av tungmetallsalter hemme korrosjon betydelig. Titan-palladiumlegeringer og titan-nikkel-molybdenlegeringer viser betydelig forbedret korrosjonsbestandighet sammenlignet med kommersielt rent titan.

 

Titanrør er det beste metallmaterialet for utstyr for oppvarming av salpetersyreløsninger. Titan varmevekslere har vært brukt i mange år i 60% salpetersyre på rundt 193 grader uten tegn til korrosjon. Ved koking av 40% og 68% salpetersyre oppstår det i utgangspunktet noe korrosjon, men etter kort tid gjenopprettes passiveringen av titan, og korrosjonshastigheten reduseres betydelig. Dette kan ha sammenheng med den korrosjonshemmende effekten av titanioner.

I høy-temperatursalpetersyre avhenger korrosjonsmotstanden til titan av renheten til salpetersyren. I rene salpetersyreløsninger med høy-temperatur eller salpetersyredamp er korrosjon mer uttalt når salpetersyrekonsentrasjonen er mellom 20 % og 60 %. Ulike metallioner, selv ved svært lave konsentrasjoner, som Si/Cr/Fe/Ti, har også en dempende effekt på korrosjon av titan i høy-salpetersyreløsninger. I salpetersyreløsninger med høy-temperatur viser titan sterkere korrosjonsbestandighet enn rustfritt stål. Korrosjonsproduktet av titan (Ti4+) er en veldig god korrosjonsinhibitor for salpetersyre.

 

Ved romtemperatur tåler kommersielt rent titan bare svovelsyreløsninger under 5 %; hvis temperaturen senkes til rundt 0 grader, kan svovelsyrekonsentrasjonen økes til 20 %. Hvis temperaturen er høy nok til å koke løsningen, vil det fortsatt oppstå korrosjon selv om svovelsyrekonsentrasjonen er så lav som 0,5 %. Ved samme temperatur er korrosjonshastigheten til titan i svovelsyreløsning betydelig høyere når nitrogengass bobles gjennom sammenlignet med når luft bobles gjennom. Dette korrosjonsmønsteret er stort sett det samme i andre reduserende uorganiske syrer.

 

Ved romtemperatur tåler kommersielt rent titan saltsyreløsninger under 7 %. Korrosjonsmotstanden avtar betydelig med økende temperatur. Imidlertid tåler titan-nikkel-molybdenlegeringer 9 % saltsyreløsninger. Titan-palladiumlegeringer kan oppnå et palladiuminnhold på opptil 27 %. Tungmetallioner med høy-valens, som jern, nikkel, kobber og molybden, kan forbedre korrosjonsmotstanden til titan betraktelig. Dette er grunnen til at titan har blitt brukt med hell i saltsyresystemer i den hydrometallurgiske industrien.


Ved romtemperatur er kommersielt rent titan motstandsdyktig mot fosforsyreløsninger under 30 %. Når temperaturen stiger til 60 grader, synker konsentrasjonen til 10%. Ved 100 grader kan fosforsyrekonsentrasjonen bare holdes på rundt 2 %, og koking akselererer ikke korrosjonen av titan.


Titanrør er generelt ganske korrosjonsbestandige- i organiske forbindelser. Dens faktiske korrosjonsmotstand er relatert til de reduserende og oksiderende egenskapene til den organiske syreløsningen. Av de kjente organiske syrene er det bare noen få som korroderer titan. For eksempel varm maursyre, varm oksalsyre og konsentrert trikloreddiksyre i nærvær av luft; imidlertid reduseres korrosjonshastigheten til titan når luft er introdusert. Vanninnholdet og luften i det organiske sammensatte mediet er gunstig for titan for å opprettholde sin passivitet. Under høye temperaturer og vannfrie forhold frigjør nedbrytning av organiske forbindelser hydrogengass, som kan føre til risiko for hydrogenabsorpsjon og hydrogensprøhet av titan. Selv om korrosjonen av titan i organiske sammensatte medier ikke er alvorlig, må følsomheten for hydrogensprøhet og spenningskorrosjon gis tilstrekkelig oppmerksomhet.

 

Titan er motstandsdyktig mot eddiksyre over et bredt spekter av temperaturer og konsentrasjoner, og har blitt brukt i tereftalsyre og adipinsyre ved 204 grader og 67%. Den viser også utmerket korrosjonsbestandighet i organiske syrer som sitronsyre, vinsyre, garvesyre og melkesyre.

 

Titanrør har sterk korrosjonsbestandighet i alkalier og alkaliske medier. Den er svært motstandsdyktig mot natriumhydroksid, kaliumhydroksid, ammoniakkvann, kalsiumhydroksid og magnesiumhydroksid. I kokende mettet kalsiumhydroksid, magnesiumhydroksid og ammoniakkvann er korrosjonshastigheten til titan nesten null. Bare i høy-temperatur og høy-konsentrasjon av natriumhydroksidløsninger, for eksempel 50 %-73 % løsninger ved 188 grader, overskrider korrosjonshastigheten 1,09 mm/a. Ikke desto mindre kan følsomheten til hydrogensprøhet av titan i alkaliske løsninger med høy temperatur ikke ignoreres. Når temperaturen overstiger 77 grader og pH-verdien til den alkaliske løsningen er større enn 12, bør man være spesielt oppmerksom på muligheten for hydrogenabsorpsjon og hydrogensprøhet av titan i alkaliske løsninger.

 

Blant ulike metallmaterialer viser titan utmerket korrosjonsbestandighet i våt klorgass, kloridløsninger (bortsett fra høy-temperatur og høy-konsentrasjon av ZnCl2, AlCl3 og CaCl2) og løsninger som inneholder klorforbindelser (som saltsyre). Det har blitt brukt med hell i blekeanlegg, elektrolytiske kloranlegg og renseanlegg for avløpsvann. Imidlertid gjennomgår titanmaterialer sprekkerorrosjon i høy-temperatur og høy-konsentrasjon av kloridløsninger, spesielt når de kommer i kontakt med organiske forbindelser som polytetrafluoretylen, hvor sprekkkorrosjonen er enda mer alvorlig.

 

Titan gjennomgår alvorlig korrosjon i tørr klorgass, som til og med fører til antennelse og selvantennelse. Reaksjonen mellom Ti og Cl for å danne TiCl4 er en eksoterm reaksjon. Først når vanninnholdet i mediet er svært lavt, kan den frigjorte varmen fremme forbrenningen av titan til den tørre klorgassen og titan er oppbrukt. Hvis klorgassen inneholder vann, vil titantetraklorid gjennomgå hydrolyse og danne hvitt titanhydroksid. Titanhydroksid er en stabil fast forbindelse, i motsetning til titantetraklorid (kokepunkt 136 grader), som er en svært flyktig væske. Grensen mellom "tørr" og "våt" avhenger av faktorer som omgivelsestemperatur og legeringssammensetning. Det er rapportert at minimumsvanninnholdet som kreves for å opprettholde passivitet i klorgass ved ca. 200 grader for kommersielt rent titan er ca. 1,5 %; ved romtemperatur trenger minimum vanninnhold bare holdes over 0,3 %-0,4 % for å forhindre antennelse. Titan-palladiumlegeringer og titan-nikkel-molybdenlegeringer kan opprettholde metallpassivitet ved enda lavere vanninnhold.

 

Korrosjonsmotstanden til titanrør mot brom og jod er lik den for klor; opprettholdelse av en viss mengde vann kan sikre at titan ikke korroderer. Imidlertid korroderer titan i fluor-, flussyre- eller sure fluorløsninger, selv ved svært lave konsentrasjoner, og det er nesten ingen korrosjonshemmere tilgjengelig. Derfor anbefales ikke titan for bruk i miljøer utsatt for fluoratmosfære. Sure fluorløsninger, på grunn av tilstedeværelsen av flussyre, korroderer raskt titan. Imidlertid korroderer visse fluorider som er kompleksbundet med metallioner, eller ekstremt stabile fluorider (som fluorkarboner), vanligvis ikke titan. Titanrør viser utmerket korrosjonsbestandighet i både elv og sjøvann, spesielt i sjøvann, hvor titanets korrosjonsmotstand er 100 ganger større enn rustfritt stål. Titan er det mest korrosjonsbestandige-metallmaterialet i alle naturlige farvann. Titan kan oppleve noe misfarging eller tap av glans, og til og med en liten vektøkning, i vann og damp med høy-temperatur (som 300 grader), men dette forårsaker ikke korrosjon. Titan er svært korrosjonsbestandig- i sjøvann ved temperaturer opp til 260 grader. Titanrørkondensatorer har blitt brukt i forurenset sjøvann i over 20 år, og viser kun svak misfarging og ingen tegn til korrosjon.

 

Kommersielt rent titan har god motstand mot sprekkkorrosjon, gropkorrosjon og støtkorrosjon i sjøvann, og er ikke seriøst utsatt for spenningskorrosjon og korrosjonsutmattelse. Erosjonshastigheten øker noe i høyhastighets-vann (f.eks. 36,6 m/s). Tilstedeværelsen av slipende partikler som sand i sjøvann påvirker erosjonsmotstanden til titan, men ikke så alvorlig som med kobberlegeringer og aluminiumslegeringer. I sjøvann er titan det ideelle materialet for å motstå kavitasjonskorrosjon. Men fordi titan verken korroderer eller er giftig i sjøvann, gir det en god overflate for marin organismefeste, som er et problem som må løses i praktiske applikasjoner.