ویژگی ها و قوانین خوردگی شکاف تیتانیوم

ویژگی ها و قوانین خوردگی شکاف تیتانیوم

خوردگی شکافی یک پدیده خوردگی موضعی است که در شکاف های نزدیک رخ می دهد.شکاف ها می توانند از نظر ساختاری ایجاد شوند (مانند سطوح اتصال فلنج یا سطوح واشر، اتصالات انبساط بین لوله ها و ورق های لوله، و سطوح اتصال پیچ و مهره ها یا پرچ ها و غیره)، همچنین می تواند در اثر پوسته پوسته شدن یا رسوبات و پوشش زیرین ایجاد شود.در اوایل اعتقاد بر این بود که خوردگی شکاف تیتانیوم در آب دریا و نمک پاشی اصلاً رخ نمی دهد.بعداً در محیط‌های کلرید با دمای بالا (مانند مبدل‌های حرارتی آب دریا)، در گاز کلر مرطوب (مانند کندانسور لوله گاز کلر مرطوب)، محلول اسید هیدروکلریک ضد خوردگی اکسیدان، محلول‌های اسید فرمیک و اسید اگزالیک و سایر محیط‌ها، رخ داده است. به طور متوالیآسیب خوردگی شکاف تجهیزات.

خوردگی شکافی تیتانیوم به عوامل زیادی مانند دمای محیط، گونه و غلظت کلرید، pH و اندازه و هندسه شکاف مرتبط است.علاوه بر این، شکاف متشکل از غیر فلزات مانند تیتانیوم و PTFE، تیتانیوم و آزبست نسبت به شکاف متشکل از تیتانیوم و تیتانیوم به خوردگی شکاف حساس‌تر است.

بر اساس تحقیقات و عملکرد صنعتی در داخل و خارج از کشور، خوردگی شکاف تیتانیوم دارای ویژگی ها و قوانین زیر است:

① وقوع خوردگی شکاف دارای دوره بارداری است و طول دوره بارداری به عوامل زیادی مانند دمای محیط، نوع و غلظت کلر، غلظت اکسیدان، مواد در تماس با تیتانیوم، مقدار pH محلول و اندازه و هندسه شکاف و غیره.در محلول کلرید سدیم تیتانیوم، هر چه غلظت یون کلرید بیشتر باشد، دما بالاتر و هرچه مقدار pH کمتر باشد، دوره نهفتگی خوردگی شکاف کوتاه‌تر می‌شود، یعنی حساسیت خوردگی شکاف قوی‌تر می‌شود.

②ترکیب و مقدار pH محلول در شکاف کاملاً متفاوت از محلول حجیم است.به طور کلی، غلظت اکسیژن در شکاف کمتر است، غلظت یون کلرید و یون هیدروژن بالاتر است (مقدار pH کمتر از محلول حجیم است)، مقدار pH در شکاف می تواند به <1 کاهش یابد، پتانسیل الکترود در شکاف منفی تر می شود، بنابراین، تیتانیوم در شکاف در حالت فعال است.اندازه‌گیری‌های الکتروشیمیایی آزمایشگاهی نشان می‌دهد که ترتیب پتانسیل خوردگی شکاف یون‌های هالید مختلف عبارت است از: CI-

③ خوردگی شکاف تیتانیوم معمولاً روی سطح شکاف موضعی است و به طور کلی در کل سطح شکاف خوردگی نمی کند.پس از اتمام دوره نهفتگی خوردگی شکاف، یعنی زمانی که "هسته" شد، خوردگی به سرعت به دلیل مکانیسم اتوکاتالیستی ایجاد می شود که در نهایت منجر به سوراخ شدن و تخریب موضعی می شود.

④ وقوع خوردگی شکاف تیتانیوم اغلب با جذب هیدروژن همراه است و حتی وجود هیدریدهای سوزنی مانند در تیتانیوم را می توان با استفاده از میکروسکوپ متالوگرافی مشاهده کرد.با افزایش میزان جذب هیدروژن، هیدریدهای روی سطح همچنان افزایش می‌یابند که باعث تسریع در خوردگی کلی می‌شود.در همان زمان، هیدروژن به طور مداوم به فلز نفوذ می کند و بارش هیدرید داخلی ممکن است به منبع ترک ترک خوردگی تنشی تبدیل شود و در نتیجه تحت تأثیر تنش خارجی ترک بخورد.

⑤ پس از سالها تحقیق، تصویر فیزیکی فرآیند خوردگی شکاف تیتانیوم نسبتاً واضح است.به طور خلاصه به دو مرحله تقسیم می شود: دوره جوجه کشی و دوره انحلال فعال.

در ابتدای دوره بارداری، همین واکنش در داخل و خارج شکاف رخ می دهد.واکنش کاتدی اکسیژن موجود در محلول شکاف را مصرف می کند.هنگامی که اکسیژن در شکاف تخلیه می شود، واکنش کاتدی فقط در خارج از شکاف انجام می شود و واکنش آندی عمدتاً در شکاف انجام می شود - انحلال آندی تیتانیوم.با افزایش مداوم یون‌های تیتانیوم در شکاف، به منظور حفظ تعادل بار یون‌های مثبت و منفی در شکاف، یون‌های کلرید به مهاجرت خود به داخل شکاف ادامه می‌دهند.در همان زمان، یون‌های تیتانیوم در شکاف‌ها جمع می‌شوند و تحت یک واکنش هیدرولیز قرار می‌گیرند تا یک محصول خوردگی سفید، یعنی هیدروکسید تیتانیوم تولید کنند.محصول خوردگی سفید پس از آبگیری هیدروکسید تیتانیوم به عنوان TiO2 شناخته می شود.واکنش هیدرولیز مقدار pH در شکاف را کاهش می دهد که باعث تخریب بیشتر تیتانیوم می شود.بنابراین، پس از پایان دوره نهفتگی خوردگی شکاف، توسعه آن بسیار سریع است که اصطلاحاً به آن «اتوکاتالیز» می‌گویند.

⑥در «عامل هندسی» خوردگی شکاف تیتانیوم عواملی مانند طول شکاف، عرض شکاف و نسبت مساحت داخل و خارج شکاف را شامل می شود.این مقادیر عموماً باید برای یک سیستم خاص به صورت تجربی تعیین شوند و با پیش‌بینی نظری قابل دستیابی نیستند.آزمایش به ما می گوید که تمایل به خوردگی شکاف درز باریک بسیار بزرگتر از درز پهن است و عرض درز عمومی کمتر از 0.5 میلی متر است.

⑦ به منظور بهبود مقاومت به خوردگی تیتانیوم در کاهش اسیدهای معدنی و کاهش حساسیت خوردگی شکاف، آلیاژهای تیتانیوم مانند آلیاژهای Ti-Pd، آلیاژهای Ti-Ni-Mo به طور کلی نسبت به تیتانیوم خالص صنعتی، به ویژه Ti-Pd برتری دارند. آلیاژ.تکنیک‌های تصفیه سطحی مانند آبکاری پالادیوم، اکسیداسیون حرارتی یا آنودایز کردن در موقعیت شکاف روی سطح تیتانیوم می‌توانند مقاومت در برابر خوردگی شکاف تیتانیوم را بهبود بخشند.