ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม

ในบรรดาวัสดุโลหะหลายชนิดไทเทเนียมมีความโดดเด่นในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ไม่ว่าจะในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่มีความเค็มสูงหรือในสื่อทางเคมีที่มีกรดหรือด่างแก่ไทเทเนียมสามารถรักษาโครงสร้างที่มั่นคงและความสมบูรณ์ของพื้นผิวได้เป็นเวลานาน ข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทําให้ไททาเนียมเป็นวัสดุที่ต้องการในด้านการบินและอวกาศวิศวกรรมทางทะเลอุปกรณ์เคมีและสาขาอื่น ๆ

หลักการต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม

ความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมมาจากฟิล์มออกไซด์ที่หนาแน่นและเสถียร ( TiO ₂ ) ที่ก่อตัวขึ้นเองบนพื้นผิว แม้ว่าศักย์อิเล็กโทรดมาตรฐานของไททาเนียมจะอยู่ที่ –1.63 V ซึ่งไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ แต่หลังจากสัมผัสกับอากาศหรือน้ํา ศักย์ไฟฟ้าบนพื้นผิวจะคงที่ที่ประมาณ +0.09 V (น้ําทะเล 25°C) ทําให้เกิดฟิล์มทู่ที่ยึดติดสูงและรักษาตัวเอง ซึ่งปิดกั้นออกซิเจน ความชื้น และไอออนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ของฟิล์มออกไซด์คือ 1-2.5 ซึ่งทําให้มั่นใจได้ว่าสามารถปกคลุมพื้นผิวโลหะได้อย่างสมบูรณ์และไม่แตกง่าย ความหนาของฟิล์มสามารถเติบโตได้ตามธรรมชาติตั้งแต่ 1.2-1.6 นาโนเมตรเริ่มต้นเป็นประมาณ 9 นาโนเมตร (545 วัน) และยังสามารถทําให้หนาขึ้นได้ด้วยอโนไดซ์และวิธีการอื่นๆ ดังนั้นฟิล์มออกไซด์ที่เกิดจากอโนไดซ์และการเกิดออกซิเดชันด้วยความร้อนจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมได้อย่างมาก

ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมในสื่อต่างๆ

กรดอนินทรีย์

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในกรดอนินทรีย์ออกซิไดซ์ส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสื่อต่างๆ เช่น กรดไนตริก กรดโครมิก กรดไฮโปคลอรัส และกรดเปอร์คลอริก นี่เป็นเพราะความเสถียรของฟิล์มทู่พื้นผิวซึ่งสามารถรักษาตัวเองและรักษาความต้านทานการกัดกร่อนได้แม้ในอุณหภูมิสูง ยกตัวอย่างกรดไนตริกไทเทเนียมไม่มีร่องรอยการกัดกร่อนในการใช้งานในกรดไนตริกในระยะยาวที่ความเข้มข้น 60% ที่อุณหภูมิสูงถึง 193°C ทําให้เป็นวัสดุโลหะในอุดมคติในระบบกรดไนตริก

ในทางตรงกันข้ามในการลดกรดเช่นกรดซัลฟิวริกกรดไฮโดรคลอริกและกรดฟอสฟอริกความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมบริสุทธิ์ค่อนข้างแย่ฟิล์มทู่ถูกทําลายได้ง่ายและอัตราการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความเข้มข้นของกรด เช่น:

• น้อยกว่า 5% ในกรดซัลฟิวริกที่อุณหภูมิห้องโดยมีอากาศไหลผ่าน
• กรดไฮโดรคลอริกต่ํากว่า 7% ที่อุณหภูมิห้อง
• ความต้านทานการกัดกร่อนต่อกรดฟอสฟอริกจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และสามารถทนต่อความเข้มข้นที่ต่ํากว่า 2% ที่ 100 °C เท่านั้น

อย่างไรก็ตาม การเพิ่มไอออนของโลหะหนัก (เช่น Fe, Ni, Cu, Mo) หรือโลหะผสม (เช่น โลหะผสมไททาเนียม - แพลเลเดียม โลหะผสมไทเทเนียม - นิกเกิล - อลูมิเนียม) สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนในการลดกรดได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น โลหะผสมไททาเนียม-แพลเลเดียมสามารถทนต่อสารละลายกรดไฮโดรคลอริกได้ถึง 27% ที่อุณหภูมิห้อง

ดังนั้นเมื่อใช้อุปกรณ์ไทเทเนียมในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอนินทรีย์คุณสมบัติออกซิไดซ์อุณหภูมิความเข้มข้นของกรดและควรพิจารณาอย่างครอบคลุมว่าสามารถใช้สารยับยั้งการกัดกร่อนหรือใช้การเสริมความแข็งแรงของโลหะผสมได้หรือไม่เพื่อให้มั่นใจถึงอายุการใช้งานและความเสถียร

กรดอินทรีย์และสารประกอบอินทรีย์

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากฟิล์มทู่ที่เสถียรบนพื้นผิว ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมต่อกรดอินทรีย์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับคุณสมบัติรีดอกซ์ของตัวกลาง และมักจะมีความเสถียรภายใต้สภาวะออกซิไดซ์หรืออากาศที่ซึมผ่านได้ มีเพียงสื่อลดราคาสูงเพียงไม่กี่ชนิดเช่นกรดฟอร์มิกร้อนกรดออกซาลิกร้อนและกรดไตรคลอโรอะซิติกเข้มข้นที่ไม่มีอากาศอาจทําให้เกิดการกัดกร่อนของไททาเนียม แต่เมื่อนําออกซิเจนเข้ามาอัตราการกัดกร่อนจะลดลงอย่างมาก

ความชื้นและอากาศในตัวกลางอินทรีย์ช่วยรักษาสถานะพาสซีฟของไททาเนียม ในทางตรงกันข้าม ภายใต้อุณหภูมิสูงและสภาวะปราศจากน้ํา อินทรียวัตถุอาจสลายตัวและปล่อยไฮโดรเจน ทําให้ไททาเนียมดูดซับไฮโดรเจนและทําให้เกิดการเปราะบางของไฮโดรเจน ดังนั้น แม้ว่าไททาเนียมจะมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่าในสภาพแวดล้อมดังกล่าว แต่ก็ควรสังเกตความไวต่อการเปราะบางของไฮโดรเจนและการกัดกร่อนของความเครียดเมื่อใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีอุณหภูมิสูงหรือระบบปิด

ในการใช้งานจริง ไททาเนียมสามารถทนต่อกรดอินทรีย์ได้หลายชนิดอย่างเสถียร เช่น กรดอะซิติก กรดซิตริก กรดทาร์ทาริก กรดแลคติก ฯลฯ และประสบความสําเร็จในการใช้กรดเทเรฟทาลิกและกรดอะดิปิกที่อุณหภูมิ 204 °C และความเข้มข้น 67% แสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือและความทนทานในสภาพแวดล้อมทางเคมีอินทรีย์และการกัดกร่อน

ตัวกลางอัลคาไลน์

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งมากในสื่ออัลคาไลน์ ไม่ว่าจะเป็นโซเดียมไฮดรอกไซด์ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ หรือสารละลายอัลคาไลน์ทั่วไป เช่น แอมโมเนีย แคลเซียมไฮดรอกไซด์ และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ไทเทเนียมสามารถใช้งานได้อย่างเสถียรเป็นเวลานาน ในสถานะเดือดแม้ในแคลเซียมไฮดรอกไซด์อิ่มตัวแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์หรือแอมโมเนียอัตราการกัดกร่อนของไททาเนียมเกือบเป็นศูนย์ซึ่งแสดงความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงมาก

แม้จะอยู่ภายใต้สภาวะที่รุนแรง เช่น ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่อุณหภูมิ 188°C และความเข้มข้น 50% ถึง 73% อัตราการกัดกร่อนของไททาเนียมมักจะไม่เกิน 1.09 มม./ก ซึ่งยังคงเป็นการกัดกร่อนที่ช้ามาก อย่างไรก็ตามในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและเป็นด่างสูงนี้ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับปัญหาการเปราะบางของไฮโดรเจน การศึกษาพบว่าเมื่ออุณหภูมิของสารละลายเกิน 77°C และค่า pH สูงกว่า 12 ไททาเนียมอาจดูดซับไฮโดรเจนทําให้เกิดการเปราะบางของวัสดุทําให้เกิดไฮโดรเจนเปราะบางซึ่งจะส่งผลต่อความปลอดภัยของโครงสร้าง

ดังนั้น แม้ว่าไททาเนียมจะมีความต้านทานการกัดกร่อนโดยรวมที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง แต่เมื่อใช้ภายใต้อุณหภูมิสูงและสภาวะที่เป็นด่างสูง ความเสี่ยงของการเปราะบางของไฮโดรเจนยังคงต้องได้รับการพิจารณาอย่างครอบคลุมเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาวของอุปกรณ์

คลอรีน คลอไรด์ และสารประกอบที่มีคลอรีน

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในก๊าซคลอรีนเปียกสารละลายคลอไรด์และสารประกอบที่มีคลอรีนส่วนใหญ่ ในสื่อเช่นคลอเรตไฮโปคลอไรต์คลอไรต์และเปอร์คลอเรตไทเทเนียมสามารถรักษาฟิล์มทู่ที่เสถียรและใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานฟอกสีอุปกรณ์คลอรีนอิเล็กโทรไลต์และระบบบําบัดน้ําเสียซึ่งแสดงความเสถียรในระยะยาวที่ดี

อย่างไรก็ตาม ในสารละลายคลอไรด์ที่มีอุณหภูมิสูงและความเข้มข้นสูง เช่น ZnCl₂ , AlCl₃ และ CaCl₂ ไททาเนียมอาจประสบกับการกัดกร่อนของรอยแยก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับวัสดุ เช่น โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน และสร้างรอยแยกแคบ ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงการก่อตัวของรอยแยกในการออกแบบโครงสร้างเพื่อลดความเสี่ยงของการกัดกร่อน

ไททาเนียมไม่เสถียรมากในคลอรีนแห้งและสามารถทําปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับคลอรีนเพื่อสร้าง TiCl₄ ปล่อยความร้อนจํานวนมากและแม้กระทั่งทําให้เกิดไฟไหม้หรือการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง เฉพาะเมื่อมีน้ําเพียงพอในคลอรีนเท่านั้นที่ TiCl₄ จะไฮโดรไลซ์เป็นไททาเนียมไฮดรอกไซด์ที่เสถียร ยับยั้งการเผาไหม้ของไททาเนียม

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าปริมาณความชื้นขั้นต่ําที่จําเป็นสําหรับไทเทเนียมบริสุทธิ์อุตสาหกรรมเพื่อรักษาสถานะเฉยเมยในสภาพแวดล้อมคลอรีนที่อุณหภูมิ 200°C อยู่ที่ประมาณ 1.5% ในขณะที่ที่อุณหภูมิห้องต้องใช้ความชื้นเพียง 0.3% ถึง 0.4% เพื่อหลีกเลี่ยงการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง โลหะผสมไทเทเนียม-แพลเลเดียมและโลหะผสมไทเทเนียม-นิกเกิล-อะลูมิเนียมมีความเสถียรมากกว่าภายใต้สภาวะที่มีความชื้นต่ํา และเหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีนที่มีความต้องการมากขึ้น

โบรมีนไอโอดีนและฟลูออรีนและสารประกอบ

ความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมในสภาพแวดล้อมโบรมีนและไอโอดีนนั้นคล้ายกับคลอรีน ตราบใดที่มีความชื้นอยู่ในตัวกลางพื้นผิวไทเทเนียมสามารถรักษาฟิล์มทู่ที่มั่นคงเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน ดังนั้นไททาเนียมจึงสามารถใช้ได้อย่างปลอดภัยในสภาวะของก๊าซโบรมีนเปียกหรือสารประกอบไอโอดีน

ในทางตรงกันข้ามไททาเนียมไม่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในฟลูออรีนและสารประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรดไฮโดรฟลูออริกหรือสารละลายฟลูออไรด์ที่เป็นกรดไททาเนียมจะสึกกร่อนอย่างรวดเร็วแม้ในความเข้มข้นต่ํา ปัจจุบันแทบไม่มีสารยับยั้งการกัดกร่อนที่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันกระบวนการนี้ ดังนั้นไททาเนียมจึงไม่เหมาะสําหรับใช้ในบรรยากาศที่มีฟลูออรีนหรือสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับกรดไฮโดรฟลูออริก

อย่างไรก็ตามหากฟลูออไรด์ก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์กับไอออนของโลหะหรือเป็นฟลูออโรคาร์บอนที่มีโครงสร้างที่เสถียรฟลูออไรด์รูปแบบพิเศษเหล่านี้โดยทั่วไปจะไม่กัดกร่อนไททาเนียมโดยมีข้อยกเว้นบางประการ สิ่งนี้ควรตัดสินโดยพิจารณาจากองค์ประกอบของสื่อที่เฉพาะเจาะจงในแอปพลิเคชันการออกแบบ

ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมในน้ําแม่น้ําและน้ําทะเล

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งมากในน้ําแม่น้ําและน้ําทะเลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมของน้ําทะเลความต้านทานการกัดกร่อนของมันประมาณ 100 เท่าของสแตนเลสและเป็นหนึ่งในวัสดุโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนมากที่สุดในน้ําธรรมชาติ แม้ในน้ําทะเลที่มีอุณหภูมิสูงถึง 260 องศาเซลเซียส ไทเทเนียมก็ยังสามารถทํางานได้อย่างเสถียร ในการใช้งานจริง เช่น คอนเดนเซอร์ท่อไทเทเนียมถูกนํามาใช้ในน้ําทะเลที่ปนเปื้อนมานานกว่า 20 ปี และพื้นผิวมีสีเปลี่ยนไปเพียงเล็กน้อยโดยไม่มีการกัดกร่อนที่ชัดเจน

ไทเทเนียมมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของรูพรุน รอยแยก และแรงกระแทกในน้ําทะเลได้ดี และยังไม่ไวต่อการกัดกร่อนของความเครียดและความล้าจากการกัดกร่อน ในน้ําทะเลความเร็วสูง (เช่น 36.6 ม./วินาที) ผลการกําจัดสิ่งสกปรกจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่ก็ยังดีกว่าโลหะผสมทองแดงและอลูมิเนียมอัลลอยด์

เมื่อมีอนุภาคเช่นทรายในน้ําทะเลการกัดเซาะของไททาเนียมจะมีผลกระทบบางอย่าง แต่ความเสียหายโดยรวมค่อนข้างเบา ไทเทเนียมยังมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของโพรงอากาศในน้ําทะเลได้ดีเยี่ยม และเหมาะสําหรับสภาพทะเลที่รุนแรง

ควรสังเกตว่าพื้นผิวของวัสดุไททาเนียมปลอดสารพิษและไม่กัดกร่อน และสามารถกลายเป็นสารตั้งต้นสําหรับการยึดติดของสิ่งมีชีวิตในทะเลได้อย่างง่ายดาย ซึ่งอาจนําไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การเปรอะวาวทางชีวภาพ และเป็นปัจจัยสําคัญที่ต้องพิจารณาในการใช้งานทางทะเล

อัตราการกัดกร่อนของไทเทเนียมในสื่อต่างๆ

อัตราการกัดกร่อนของไทเทเนียมบริสุทธิ์ในอุตสาหกรรมไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับประเภทความเข้มข้นและอุณหภูมิของตัวกลางเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับสถานะของตัวกลางเช่นมีการระบายอากาศไม่ว่าจะมีการเพิ่มสารออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์เป็นต้น

ประเภทของการกัดกร่อนของไทเทเนียม

ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่หลากหลายเนื่องจากมีฟิล์มทู่ที่มั่นคง อย่างไรก็ตาม ความล้มเหลวในการกัดกร่อนอาจยังคงเกิดขึ้นภายใต้สื่อ สภาวะโครงสร้าง หรือความเครียดที่เฉพาะเจาะจง ตามขอบเขตและรูปแบบของการกัดกร่อนการกัดกร่อนของไททาเนียมสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การกัดกร่อนทั่วไปและการกัดกร่อนในท้องถิ่น

การกัดกร่อนทั่วไป

การกัดกร่อนทั่วไปหมายถึงปรากฏการณ์ที่ไททาเนียมละลายอย่างสม่ําเสมอบนพื้นผิวในตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โดยปกติจะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รีดิวซ์ที่แข็งแกร่งซึ่งไม่สามารถสร้างฟิล์มแบบพาสซีฟหรือถูกทําลายได้ เช่น กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นที่อุณหภูมิสูงหรือกรดไฮโดรฟลูออริก การกัดกร่อนประเภทนี้สามารถคาดการณ์ได้และควบคุมได้ง่าย และสามารถจัดการผลกระทบต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้ผ่านการออกแบบความหนาของผนังและการบํารุงรักษาเป็นประจํา ในสื่อที่เป็นกลางหรือมีฤทธิ์กัดกร่อนอ่อน ๆ ส่วนใหญ่ไททาเนียมแทบจะไม่ได้รับการกัดกร่อนทั่วไปดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเคมีทางทะเลและการแพทย์ .

การกัดกร่อนเฉพาะที่

เมื่อเทียบกับการกัดกร่อนทั่วไปการกัดกร่อนในท้องถิ่นจะทําลายล้างได้มากกว่าและมักเกิดขึ้นและขยายตัวอย่างรวดเร็วในพื้นที่ซึ่งอาจทําให้เกิดการเจาะของอุปกรณ์ความล้มเหลวหรือการแตกหักอย่างกะทันหัน การกัดกร่อนเฉพาะที่ของไทเทเนียมส่วนใหญ่ประกอบด้วยประเภททั่วไปดังต่อไปนี้:

การกัดกร่อนของรอยแยก คือการกัดกร่อนของไททาเนียมในช่องว่างโครงสร้างหรือบริเวณนิ่งของตัวกลางซึ่งพบได้บ่อยในการเชื่อมต่อหน้าแปลนซีลปะเก็นหรือใต้ตะกอน เนื่องจากการส่งผ่านออกซิเจนที่จํากัด ฟิล์มแบบพาสซีฟเฉพาะที่จึงล้มเหลวและสร้างเซลล์การกัดกร่อน ซึ่งนําไปสู่การทําให้เป็นกรดและการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นในบริเวณรอยแยก แม้ว่าไททาเนียมจะมีความเสถียรในน้ําทะเลและน้ําอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ แต่การกัดกร่อนของรอยแยกอาจเกิดขึ้นได้หากคลอไรด์ไอออนสะสมในรอยแยก

การกัดกร่อนของรูพรุน มีลักษณะการกัดกร่อนของการเจาะเฉพาะที่ ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อมีฮาโลเจนไอออน เช่น Cl⁻ , Br⁻ และ F⁻ ไอออนเหล่านี้มีผลทําลายล้างฟิล์มทู่ทําให้การกัดกร่อนกระจุกตัวในพื้นที่ขนาดเล็กและแทรกซึมอย่างรวดเร็วทําให้เกิดหลุมกัดกร่อนที่ยากต่อการตรวจจับด้วยตาเปล่า แต่ทําลายล้างได้สูง ไทเทเนียมต้องระมัดระวังเป็นพิเศษต่อการกัดกร่อนประเภทนี้ในสภาพแวดล้อมเช่นน้ําทะเลคงที่และสารละลายคลอไรด์

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเครียดเป็นรูปแบบหนึ่งของการแตกร้าวและการแตกหักที่เปราะที่เกิดจากการกระทําร่วมกันของสารกัดกร่อนและความเค้นแรงดึง แม้ว่าไททาเนียมจะไม่มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวในสื่อส่วนใหญ่ แต่โลหะผสมไททาเนียมบางชนิดอาจไวต่อการกัดกร่อนของความเค้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีคลอไรด์หรือในที่ที่มีความเค้นตกค้าง

การกัดกร่อนของการกัดกร่อน เป็นปรากฏการณ์การกัดกร่อนที่เกิดจากผลกระทบรวมกันของการกัดเซาะทางกลและการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า ในน้ําทรายที่ไหลด้วยความเร็วสูงหรือระบบระบายความร้อนด้วยน้ําทะเลฟิล์มทู่พื้นผิวของไททาเนียมอาจถูกทําลายเป็นระยะเนื่องจากการกัดเซาะส่งผลให้เกิดการสัมผัสกับโลหะในท้องถิ่นและการกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคอนเดนเซอร์และระบบท่อ

การกัดกร่อนของกัลวานิก เกิดขึ้นเมื่อไททาเนียมสัมผัสโดยตรงกับวัสดุโลหะอื่นๆ และมีตัวกลางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เนื่องจากไทเทเนียมมีศักยภาพอิเล็กโทรดสูงเมื่อเชื่อมต่อกับโลหะเช่นเหล็กกล้าคาร์บอนและสแตนเลสโลหะที่มีศักยภาพต่ํากว่าจะกลายเป็นขั้วบวกและละลายก่อนทําให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเมื่อออกแบบโครงสร้างผสมของไททาเนียมและโลหะที่แตกต่างกันควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงหรือควรใช้มาตรการป้องกันแบบแยกและป้องกันแคโทด

การดูดซับไฮโดรเจนและการเปราะบางของไฮโดรเจน ยังเป็นกลไกความล้มเหลวที่เป็นไปได้ของวัสดุไททาเนียมภายใต้เงื่อนไขบางประการ ไททาเนียมดูดซับอะตอมของไฮโดรเจนและสร้างไฮไดรด์ได้อย่างง่ายดายเมื่อมีแหล่งไฮโดรเจนที่ใช้งานอยู่ เช่น สารละลายด่างที่อุณหภูมิสูงหรือฟลูออไรด์ที่เป็นกรด เมื่อไฮโดรเจนเกินขีดจํากัดความสามารถในการละลายของแข็ง ไทเทเนียมจะสูญเสียความเหนียวและรอยแตก ซึ่งอาจนําไปสู่การแตกหักหรือความล้มเหลวของวัสดุในกรณีที่รุนแรง

การเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อนระหว่างไทเทเนียมและอลูมิเนียม

การใช้งานทั่วไปของไทเทเนียมในอุตสาหกรรมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

อุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไลและกรด

ในระบบคลอร์อัลคาไลอิเล็กโทรไลซิสและการทํากรดไทเทเนียมสามารถต้านทานสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงเช่นคลอไรด์ไอออนที่มีความเข้มข้นสูงกรดไนตริกและกรดไฮโดรคลอริกและใช้กันอย่างแพร่หลายในเซลล์อิเล็กโทรไลต์เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนท่อหมุนเวียนกรดและอุปกรณ์อื่น ๆ เมื่อเทียบกับโลหะแบบดั้งเดิมวัสดุไททาเนียมมีเสถียรภาพสูงกว่าอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและค่าบํารุงรักษาที่ต่ํากว่าในสภาพแวดล้อมเหล่านี้

การกลั่นน้ําทะเลและวิศวกรรมทางทะเล

ไททาเนียมมีความทนทานสูงต่อคลอไรด์การกัดเซาะทรายและการยึดเกาะของสิ่งมีชีวิตในทะเลในน้ําทะเลและเป็นวัสดุที่เหมาะสําหรับอุปกรณ์กลั่นน้ําทะเลคอนเดนเซอร์ปั๊มและวาล์วและโครงสร้างทางทะเล ในสภาพแวดล้อมที่มีความเร็วสูงและมีความเค็มสูงไทเทเนียมแทบจะไม่ประสบกับการกัดกร่อนของรูพรุนหรือรอยแยกทําให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะทํางานได้อย่างน่าเชื่อถือในระยะยาว

พลังงานนิวเคลียร์

ในระบบพลังงานนิวเคลียร์ ไททาเนียมสามารถทนต่ออุณหภูมิสูง ความดันสูง และสารหล่อเย็นที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และมีความต้านทานรังสีได้ดี มักใช้ในท่อแลกเปลี่ยนความร้อนเกรดนิวเคลียร์ ชิ้นส่วนรองรับโครงสร้าง และระบบท่อ เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทํางานอย่างปลอดภัยและมีเสถียรภาพภายใต้สภาวะการทํางานที่รุนแรง

Chalco มีบริการป้องกันการกัดกร่อนอะไรบ้างสําหรับผลิตภัณฑ์ไทเทเนียม

การเสริมความแข็งแรงของโลหะผสม

Chalco ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมโดยการผสมโลหะผสม หลังจากเพิ่มองค์ประกอบต่างๆ เช่น แพลเลเดียม นิกเกิล และโมลิบดีนัม ความเสถียรของไททาเนียมในการลดกรดและสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูงจะดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ ตัวอย่างเช่นโลหะผสมไทเทเนียมแพลเลเดียมมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีโลหะการบําบัดน้ําทะเลและสาขาอื่น ๆ

การควบคุมสิ่งแวดล้อม

ในสภาพการทํางานบางอย่าง Chalco สามารถให้คําแนะนําสําหรับการใช้สารยับยั้งการกัดกร่อนเพื่อทําให้ฟิล์มแบบพาสซีฟบนพื้นผิวไทเทเนียมมีเสถียรภาพและลดอัตราการกัดกร่อนโดยการปรับองค์ประกอบปานกลาง กลยุทธ์นี้เหมาะสําหรับระบบน้ําหล่อเย็น การไหลของกระบวนการแบบวงปิด และสถานการณ์อื่นๆ ที่ไม่สะดวกในการเปลี่ยนวัสดุ

การรักษาพื้นผิวโลหะมีค่า

สําหรับระบบที่มีสภาพแวดล้อมทางเคมีไฟฟ้าที่รุนแรงหรือความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนสูง Chalco สามารถจัดหาโซลูชันการรักษาพื้นผิวโลหะมีค่าได้ โดยการฝากโลหะมีค่าเช่นแพลตตินั่มหรือแพลเลเดียมบนพื้นผิวไททาเนียมความเสถียรและความสามารถในการสร้างใหม่ของฟิล์มทู่สามารถปรับปรุงได้อีกซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบคลอร์อัลคาไลอิเล็กโทรไลซิสและทางทะเล

การบําบัดด้วยความร้อนออกซิเดชัน

Chalco สามารถทําปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยความร้อนบนวัสดุไททาเนียมเพื่อสร้างฟิล์มออกไซด์ที่หนาและหนาแน่นบนพื้นผิวช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในอุณหภูมิสูงไอน้ําและเฟสก๊าซที่เป็นกรด เหมาะสําหรับอุณหภูมิสูงและโอกาสที่มีการกัดกร่อนสูง เช่น หอคอยและอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน

การป้องกันอโนดิก

ในอุปกรณ์ที่ทํางานอย่างต่อเนื่องหรือโครงสร้างไทเทเนียมขนาดใหญ่ Chalco สามารถช่วยลูกค้าในการสร้างระบบป้องกันขั้วบวกเพื่อให้ไทเทเนียมมีศักยภาพแบบพาสซีฟผ่านกระแสประทับใจซึ่งจะช่วยชะลอการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้เหมาะสําหรับการปกป้องชิ้นส่วนสําคัญในอุตสาหกรรม เช่น ปิโตรเคมี อิเล็กโทรไลซิส และการบําบัดน้ํา