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钛的吸氢和氢脆对钛设备影响

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 12:17:56
的吸氢和氢脆是钛制设备腐蚀破坏的重要原因,即使上述的腐蚀形态中也难以完全排除氢的影响。钛的氢脆敏感性与点蚀一样,表面预处理状态的影响很大。钛阳极氧化或热氧化的表面抗吸氢和氢脆的能力最强,酸洗(硝酸加氢氟酸)或退火的表面次之,机械磨光或机械喷砂的表面抗吸氢和氢脆的能力最差。这表明处于活性状态的钛总是容易吸氢的,钛表面完整的氧化膜是阻止吸氢从而防止氢脆的有效屏障。钛吸氢达到固溶度以后,可以形成氢化物相(即TiH-)析出。钛是一个活性很强的金属,非常容易吸氢,当氢含量达到80-150mg/kg时,利用金相显微镜就可以观察到针状氢化物相析出。随着氢含量进一步提高,氢化物的数量增加,体积增大。钛的吸氢形成氢化物导致腐蚀破坏的情况大致有如下几种情况。
①如果氢的扩散速度较慢,氢化物主要集中在钛表面,则表面氢化物发生脆性剥落从而引起腐蚀加快。
②氢在应力作用下扩散到应力场集中的位置形成氢化物,由于内部微裂纹在应力作用下的扩散贯通,形成氢致开裂。
③钛基体全面大量吸氢,导致钛材的氢脆破坏。上述三种情形,尤其是后两种情形,并不是腐蚀加快的问题,因此对于钛制设备的破坏常常是致命的。
国内工业实践中有许多钛制设备氢脆破坏的事例,氣乙烯生产装置、尿素合成塔和真空制盐一效罐等都有氢脆破坏的典型亊例,还有更多的氢脆事故伴生在其他的腐蚀形态中。
综合国内外研究和工业实践,钛的氢脆具有如下特点和规律。
的氢脆破坏属于氢化物型氢脆破坏,氢化物型氢脆的特点是在高速变形下才出现脆性断裂,而在低速变形时,一般可能不出现氢脆敏感性。当钛中氢含量高于0.03%时才会影响断面收缩率,而氢含量低于0.05%时,拉伸强度、屈服强度和延伸率基本不变。这表明常规力学性能对于判断钛的氢脆是不敏感的。
②钛被铁器擦伤和污染的位置,由于钛的表面镶嵌了铁的微粒,常常是点蚀的引发点,又是氢进人的突破口。而固溶在钛中的杂质铁,甚至作为第二相存在的富铁相,对于点蚀或吸氢和氢脆都并不敏感。
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