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钛的缝隙腐蚀与那些因素有关

来源:钛棒,钛板,钛设备,钛合金,钛管,钛丝,钛材 发布时间:2014-8-11 12:15:52
的缝隙腐蚀与环境温度、氯化物种类和浓度、pH值以及缝隙的大小和几何形状等许多因数有关。此外,钛与聚四氟乙烯、钛与石棉等非金属组成的缝隙,比钛与钛组成的缝隙更加具有缝隙腐蚀的敏感性。
综合国内外的研究和工业实践,钛的缝隙腐蚀具有以下的特征和规律。
①缝隙腐蚀的发生都有一个孕育期,孕育期长短与许多因数有关,如环境温度、氯化物种类和浓度、氧化剂浓度、与钛接触的材料、溶液的pH值以及缝隙的大小和几何形状等。钛在氣化钠溶液中,氣离子浓度愈高、温度愈髙、pH值愈低,那么缝隙腐蚀的孕育期越短,也就是缝隙腐蚀的敏感性越强。
②缝隙中的溶液成分和pH值,是与本体溶液完全不同的。一般说来,缝隙中的氧浓度较低、氣离子和氢离子浓度较高(pH值低于本体溶液),缝隙内的pH值可下降到<1,缝隙中的电极电位变得更负,从而使得缝隙中的钛处于活性状态。实验室电化学测定表明,各种卤化物离子的缝隙腐蚀电位顺序为:Cl_<Br_<I-,即钛在氣化物中的缝隙腐蚀敏感性最大,这与钛的点腐蚀敏感性正好相反。
③钛的缝隙腐蚀通常是在缝隙面的局部位置,而一般不会在整个缝隙面上全面发生腐蚀。缝隙腐蚀的孕育期结束之后,也就是一旦“成核”则由于自催化机理使得腐蚀迅速发展,最终导致局部穿孔而破坏。
④钛缝隙腐蚀的发生过程中常常伴随吸氢,甚至使用金相显微镜可以观察到钛材中针状氢化物的存在。随着吸氢量的增加,表面的氢化物不断增加,使得腐蚀全面加快。与此同时,氢不断地渗透到金属内部,内部的氢化物沉淀可能成为应力腐蚀开裂的裂纹源,导致外应力作用下的开裂。
⑤经过多年的研究,钛的缝隙腐蚀过程的物理图像已经比较清楚。简单地说,它分为两个阶段:孕育期和活性溶解期。

上面虽然提到一些局部腐蚀的问题,但是所有的内容都是以的腐蚀速度出发加以讨论的。这里需要特别指出的是,腐蚀速度的概念基本上只适用于全面腐蚀或一般腐蚀的情况,对于钝化型金属(如本书涉及的金属钛)而言,腐蚀破坏通常不能以腐蚀速度,即单位面积的腐蚀失重或单位面积的腐蚀深度来表征。它们基本上是以局部腐蚀破坏的形式出现的,因此上述腐蚀数据,充其量对于选材只具有参考意义。下面继续讨论局部腐蚀。
 
缝隙腐蚀是在紧密的隙间位置发生的局部腐蚀现象,隙间可以是结构产生的(如法兰连接面或垫片面、管与管板胀接处以及螺栓或锎钉的连接面等),也可以是结垢或沉积物与其下的覆盖面引起的。早期认为钛在海水、盐雾中根本不发生缝隙腐蚀,后来在高温氣化物介质中(如海水热交换器),湿氣气中(如湿氣气列管式冷凝器),氧化剂缓蚀的盐酸溶液,甲酸和草酸溶液等介质中,都相继发生设备的缝隙腐蚀破坏。
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