钛的縫隙腐蝕機及其钛縫隙腐蝕的特征和規律

钛锆钽铌钼加工件 2024-05-13 15:02:47

縫隙腐蝕是在隙間位置發生的局部腐蝕現象,隙間可以是結構産生的(如法蘭連接面或墊片面、管與管板連接處,螺栓或鉚釘的連接面等),也可以結垢或沉積物下的覆蓋面引起的。早期認爲钛在海水、鹽霧中根本不發生縫隙腐蝕,後來在高溫氯化物介質中(如海水熱交換器)、濕氯氣中(如濕氯氣列管式冷凝器)、氧化劑緩蝕的鹽酸溶液、甲酸和草酸溶液等介質中,都相繼發生了縫隙腐蝕破壞。

钛的縫隙腐蝕與環境溫度、氯化物種類和濃度、pH值以及縫隙的大小和幾何形狀等許多因素有關。此外,钛與聚四氟乙烯、钛與石棉等非金屬組成的縫隙,比钛與钛組成的縫隙更加具有縫隙腐蝕的敏感性。

钛的縫隙腐蝕具有以下的特征和規律:

(1)縫隙腐蝕的發生都有一個孕育期,孕育期長短與許多因素有關。钛在氯化鈉溶液中,氯離子濃度越高、溫度越高、pH值越低,縫隙腐蝕的敏感性越強、孕育期越短。

(2)縫隙中的溶液成分和pH值,與本體溶液完全不同。一般說來,縫隙中的氧濃度較低、氯離子和氫離子濃度較高(pH值低于本體溶液),縫隙內的pH值可下降到<1,縫隙中的電極電位變得更負,從而使得縫隙中的钛處于活性狀態。實驗室電化學測定表明,從各種鹵化物離子的縫隙腐蝕電位順序爲: Cl-<Br<I-,即钛在氯化物中的縫隙腐蝕敏感性最大, 這與钛的點腐蝕敏感性正好相反。

(3)钛的縫隙腐蝕通常是在縫隙面的局部位置,而一般不會在整個縫隙面上全面發生腐蝕。縫隙腐蝕的孕育期結束之後,也就是烹一旦“成核”則由于自催化機理使得腐蝕迅速發展,最終導致局部穿孔而破壞。

(4)钛縫隙腐蝕的發生過程中常常伴隨吸氫,甚至使用金相顯微鏡可以觀察到钛材中針狀氫化物的存在。隨著吸氫量的增加,表面的氫化物不斷增加,使得腐蝕全面加快。與此同時,氫不斷的滲源透到金屬內部,內部的氫化物沉澱可能成爲應力腐蝕開裂的裂紋源,導致外應力作用下的開裂。

(5)钛的縫隙腐蝕過程分爲兩個階段:孕育期和活性溶解期。在孕育期的開始階段,縫隙內外進行著同樣的反應。其陰極反應消耗了縫隙溶液中的氧,當縫隙中氧貧乏之後,陰極反應只在縫隙外進行,縫隙內主要進行陽極反應,即钛的陽極溶解。隨著縫隙內钛離子的不斷增加,爲了維持縫隙中正負離子的電荷平衡,氯離子不斷遷移進入縫隙中。同時钛離子在縫隙中積聚發生水解反應,生成白色的腐蝕産物氫氧化钛,氫氧化钛脫水之後的白色腐蝕産物爲TiO2.水解反應使得縫隙內的pH值下降,進一步破壞了钛的鈍態。所以縫隙腐蝕的孕育期一旦結束,其發展是非常迅速的,這就是所謂的“自催化作用”。

(6)钛的縫隙腐蝕的“幾何因數”,包括縫隙長度、縫隙寬度和縫隙內外的面積之比等因數。這些數值一般需要對于具體體系進行試驗確定,並不是理論預測可以得到的。由試驗可知,窄縫的縫隙腐蝕傾向比寬縫大得多,一般縫隙的寬度在0.5mm以下。

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钛锆钽铌钼加工件

簡介:钛锆钼钽铌Nb521,C103,Ta10W/Ta2.5W