1. Resistencia a la corrosión del titanio en medios químicos.
1. Ácido nítrico
El ácido nítrico es un ácido oxidante. El titanio mantiene una película densa de óxido en su superficie en ácido nítrico. Por lo tanto, el titanio tiene una excelente resistencia a la corrosión en ácido nítrico. La tasa de corrosión del titanio aumenta con el aumento de la temperatura de la solución de ácido nítrico. Cuando la temperatura está entre 190 y 240 grados y la concentración está entre 20% y 70%, su tasa de corrosión puede alcanzar hasta 10 mm/a. Sin embargo, agregar una pequeña cantidad de compuestos que contienen silicio a la solución de ácido nítrico puede inhibir la corrosión del ácido nítrico de alta temperatura sobre el titanio; por ejemplo, después de agregar aceite de silicona a una solución de ácido nítrico de alta temperatura al 40%, la tasa de corrosión se puede reducir a casi cero. También hay datos de que por debajo de los 500 grados, el titanio tiene un alto grado de resistencia a la corrosión en solución de ácido nítrico del 40% al 80% y vapor. En ácido nítrico fumante, cuando el contenido de dióxido de nitrógeno es más del 2%, el contenido de agua insuficiente provoca una fuerte reacción exotérmica, lo que resulta en una explosión.
2. Ácido sulfúrico
El ácido sulfúrico es un ácido reductor fuerte. El titanio tiene cierta resistencia a la corrosión en soluciones de ácido sulfúrico a baja temperatura y baja concentración. A 0 grado, puede resistir la corrosión del ácido sulfúrico con una concentración de hasta 20%. A medida que la concentración del ácido y la temperatura aumentan, aumenta la tasa de corrosión. Por lo tanto, el titanio tiene poca estabilidad en ácido sulfúrico. Incluso a temperatura ambiente con oxígeno disuelto, el titanio solo puede resistir la corrosión del ácido sulfúrico al 5%. A 100 grados, el titanio solo puede resistir la corrosión del ácido sulfúrico al 0,2%. El cloro tiene un efecto inhibidor sobre la corrosión del titanio en ácido sulfúrico, pero a 90 grados y una concentración de ácido sulfúrico del 50%, el cloro acelera la corrosión del titanio e incluso provoca incendios. La resistencia a la corrosión del titanio en ácido sulfúrico se puede mejorar introduciendo aire, nitrógeno o añadiendo oxidantes e iones de metales pesados de alta valencia a la solución. Por lo tanto, el titanio tiene poco valor práctico en ácido sulfúrico.
3. Solución alcalina
El titanio tiene una buena resistencia a la corrosión en la mayoría de las soluciones alcalinas. La tasa de corrosión aumenta con la concentración y la temperatura de la solución. Cuando hay oxígeno, amoníaco o dióxido de carbono en la solución alcalina, la corrosión del titanio se acelerará. En la solución alcalina que contiene óxido de hidrógeno, la resistencia a la corrosión del titanio es muy pobre. Sin embargo, la resistencia a la corrosión en la solución de hidróxido de sodio es mejor que la del hidróxido de potasio, y tiene una fuerte resistencia a la corrosión incluso en una solución de hidróxido de sodio a alta temperatura y alta concentración. Por ejemplo, la tasa de corrosión del titanio en una solución de hidróxido de sodio al 73% a 130 grados es de solo 0,18 mm/a. El titanio se diferencia de otros metales en que no producirá agrietamiento por corrosión bajo tensión en la solución de hidróxido de sodio, pero la exposición a largo plazo puede producir fragilización por hidrógeno. Por lo tanto, la temperatura de uso del titanio en sosa cáustica y otras soluciones alcalinas debe ser menor o igual a 93,33 grados.
4. Cloro
La estabilidad del titanio en el cloro depende del contenido de agua en el cloro. Sin embargo, no es resistente a la corrosión en cloro seco y existe el riesgo de provocar una combustión. Por lo tanto, los materiales de titanio deben mantener un cierto contenido de agua cuando se utilizan en cloro. El contenido de agua necesario para mantener el titanio pasivado en cloro está relacionado con factores como la presión, el caudal y la temperatura del cloro.
5. Medios orgánicos
El titanio tiene una alta resistencia a la corrosión en gasolina, tolueno, fenol, formaldehído, tricloroetano, ácido acético, ácido cítrico, ácido monocloroacético, etc. En el punto de ebullición y sin inflación, el titanio se corroerá severamente en ácido fórmico por debajo del 25%. En soluciones que contienen anhídrido acético, el titanio no solo se corroerá severamente en general, sino que también producirá corrosión por picaduras. Para muchos medios orgánicos complejos que se encuentran en los procesos de síntesis orgánica, como en la producción de óxido de propileno, fenol, acetona, ácido cloroacético y otros medios químicos, el titanio tiene una mejor resistencia a la corrosión que el acero inoxidable y otros materiales estructurales.
2. Varias características de corrosión local del titanio
6. Corrosión por grietas El titanio tiene una resistencia particularmente fuerte a la corrosión por grietas, y la corrosión por grietas solo ocurre en unos pocos medios químicos. La corrosión por grietas del titanio está estrechamente relacionada con la temperatura, la concentración de cloruro, el valor de pH y el tamaño de la grieta. Según la información relevante, la corrosión por grietas es propensa a ocurrir cuando la temperatura del cloro húmedo es superior a 85 grados. Por ejemplo, algunas fábricas utilizan una torre empaquetada para enfriar directamente el gas de cloro húmedo a 65-70 grados antes de ingresar al enfriador de titanio para mejorar la resistencia a la corrosión por grietas, y el efecto también es significativo. La práctica ha demostrado que reducir la temperatura es una de las formas efectivas de prevenir la corrosión por grietas. La corrosión por grietas del titanio también se ha producido en solución de cloruro de sodio a alta temperatura. En resumen, para las piezas y componentes propensos a la corrosión por grietas, como superficies de sellado, juntas de expansión entre placas de tubos y tubos, intercambiadores de calor de placas, piezas de contacto entre placas de torre y cuerpos de torre, y sujetadores en torres, se deben utilizar aleaciones de titanio como Ti-0.2Pd. Se deben evitar los huecos y las áreas estancadas durante el diseño. Por ejemplo, las fijaciones de las torres deben conectarse lo menos posible con pernos. La estructura de soldadura de sellado y junta de expansión de las placas de tubos y los tubos es mejor que las juntas de expansión simples. Para las superficies de sellado de las bridas, no se deben utilizar almohadillas de amianto, y se deben utilizar almohadillas de amianto envueltas en una película de politetrafluoroetileno.
7. Corrosión a alta temperatura
La resistencia a la corrosión a alta temperatura del titanio depende de las características del medio y del rendimiento de su propia película de óxido superficial. El titanio se puede utilizar como material estructural hasta 426 grados en aire o atmósferas oxidantes, pero alrededor de 250 grados, el titanio comienza a absorber hidrógeno significativamente. En una atmósfera completamente de hidrógeno, cuando la temperatura aumenta por encima de 316 grados, el titanio absorbe hidrógeno y se vuelve quebradizo. Por lo tanto, sin pruebas exhaustivas, el titanio no debe usarse en equipos químicos con una temperatura superior a 330 grados. Considerando la absorción de hidrógeno y las propiedades mecánicas, la temperatura de funcionamiento de los recipientes a presión totalmente de titanio no debe superar los 250 grados, y el límite superior de la temperatura de funcionamiento de los tubos de titanio para intercambiadores de calor es de aproximadamente 316 grados.
8. Corrosión bajo tensión
A excepción de unos pocos medios individuales, el titanio puro industrial tiene una excelente resistencia a la corrosión bajo tensión, y el fenómeno de daño a los equipos de titanio debido a la corrosión bajo tensión aún es raro. El titanio pasivo industrial solo produce corrosión bajo tensión en medios como ácido nítrico fumante, ciertas soluciones de metanol o ciertas soluciones de ácido clorhídrico, hipocloritos de alta temperatura, sales fundidas a una temperatura de 300-450 grado o atmósferas que contienen NaCl, disulfuro de carbono, n-hexano y cloro seco. La tendencia del titanio al agrietamiento por corrosión bajo tensión en ácido nítrico aumenta gradualmente con el aumento del contenido de NO2 y la disminución del contenido de agua. La tendencia a la corrosión bajo tensión del titanio alcanza su máximo en ácido nítrico anhidro que contiene 20% de NO2 libre. Cuando el ácido nítrico concentrado contiene más de 6.{{10}}% de NO2 y menos de 0,7% de H2O, el titanio puro industrial también sufrirá agrietamiento por corrosión bajo tensión incluso a temperatura ambiente. En mi país se han producido graves explosiones y corrosión bajo tensión cuando se han utilizado equipos de titanio en ácido nítrico concentrado al 98 %. El titanio puro industrial es sensible al agrietamiento por corrosión bajo tensión en una solución de ácido clorhídrico al 10 %, y el titanio produce corrosión bajo tensión en una solución de ácido clorhídrico al 0,4 % más metanol. En resumen, aunque el titanio sufre daños por corrosión bajo tensión en algunos medios especiales, en comparación con otros metales, el titanio tiene una buena resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión; el titanio tiene una fuerte resistencia a la corrosión en ácidos y álcalis, y puede formar una película de óxido en ácidos y álcalis, pero también es condicional. Espero que le sea de utilidad al utilizar nuestros materiales.
