خصائص وقوانين تآكل شق التيتانيوم

خصائص وقوانين تآكل شق التيتانيوم

تآكل الشقوق هو ظاهرة تآكل موضعية تحدث في الفجوات القريبة.يمكن إنشاء الفجوات هيكليًا (مثل أسطح توصيل الفلنجات أو أسطح الحشية ، ومفاصل التمدد بين الأنابيب وألواح الأنبوب ، وأسطح توصيل المسامير أو المسامير ، وما إلى ذلك) ، ويمكن أيضًا أن تكون ناتجة عن التحجيم أو الترسبات والتغطية الأساسية.في الأيام الأولى ، كان يعتقد أن تآكل شق التيتانيوم لم يحدث في مياه البحر ورذاذ الملح على الإطلاق.في وقت لاحق ، في وسط الكلوريد عالي الحرارة (مثل المبادلات الحرارية لمياه البحر) ، في غاز الكلور الرطب (مثل مكثف أنبوب غاز الكلور الرطب) ، حدث محلول حمض الهيدروكلوريك المثبط للتآكل المؤكسد ، وحمض الفورميك وحمض الأكساليك والوسائط الأخرى على التوالي.أضرار تآكل شق المعدات.

يرتبط تآكل شق التيتانيوم بالعديد من العوامل مثل درجة الحرارة المحيطة وأنواع الكلوريد وتركيزه ودرجة الحموضة وحجم الشق وهندسته.بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشق المكون من غير المعادن مثل التيتانيوم و PTFE ، والتيتانيوم والأسبست هو أكثر حساسية لتآكل الشقوق من الشق المكون من التيتانيوم والتيتانيوم.

بناءً على البحث والممارسة الصناعية في الداخل والخارج ، فإن تآكل شق التيتانيوم له الخصائص والقوانين التالية:

① إن حدوث تآكل الشقوق له فترة حمل ، ويرتبط طول فترة الحمل بالعديد من العوامل ، مثل درجة الحرارة المحيطة ، ونوع الكلوريد وتركيزه ، وتركيز الأكسدة ، والمواد الملامسة للتيتانيوم ، وقيمة الأس الهيدروجيني للمحلول ، و حجم وهندسة الشق ، إلخ.في محلول كلوريد الصوديوم من التيتانيوم ، كلما ارتفع تركيز أيون الكلوريد ، كلما ارتفعت درجة الحرارة ، وانخفضت قيمة الأس الهيدروجيني ، كلما كانت فترة حضانة تآكل الشقوق أقصر ، أي كلما كانت حساسية التآكل الشقوق أقوى.

② التركيب وقيمة الأس الهيدروجيني للمحلول في الفجوة يختلفان تمامًا عن المحلول السائب.بشكل عام ، يكون تركيز الأكسجين في الفجوة أقل ، وتركيز أيون الكلوريد وأيون الهيدروجين أعلى (قيمة الأس الهيدروجيني أقل من المحلول السائب) ، ويمكن أن تنخفض قيمة الأس الهيدروجيني في الفجوة إلى <1 ، وإمكانات القطب الكهربائي في تصبح الفجوة أكثر سلبية ، وبالتالي ، فإن التيتانيوم الموجود في الفجوة يكون في حالة نشطة.تظهر القياسات الكهروكيميائية المعملية أن ترتيب احتمالية تآكل الشقوق لمختلف أيونات الهاليد هو: CI-

عادة ما يكون تآكل شق التيتانيوم موضعيًا على سطح الشق ، ولا يتآكل بشكل عام في سطح الشق بأكمله.بعد انتهاء فترة الحضانة لتآكل الشق ، أي بمجرد "النواة" ، يتطور التآكل بسرعة بسبب آلية التحفيز الذاتي ، مما يؤدي في النهاية إلى ثقب موضعي وتدمير.

غالبًا ما يكون حدوث تآكل شق التيتانيوم مصحوبًا بامتصاص الهيدروجين ، ويمكن ملاحظة وجود هيدريدات تشبه الإبرة في التيتانيوم باستخدام مجهر ميتالوجرافي.مع زيادة كمية امتصاص الهيدروجين ، تستمر الهيدرات الموجودة على السطح في الزيادة ، مما يسرع من التآكل الكلي.في الوقت نفسه ، يخترق الهيدروجين باستمرار المعدن ، وقد يصبح ترسيب الهيدريد الداخلي مصدر صدع للتشقق الناتج عن تآكل الإجهاد ، مما يؤدي إلى التصدع تحت تأثير الإجهاد الخارجي.

⑤ بعد سنوات من البحث ، كانت الصورة الفيزيائية لعملية تآكل شق التيتانيوم واضحة نسبيًا.باختصار ، يتم تقسيمها إلى مرحلتين: فترة الحضانة وفترة الذوبان النشط.

في بداية فترة الحمل ، يحدث رد الفعل نفسه داخل الشق وخارجه.يستهلك التفاعل الكاثودي الأكسجين الموجود في محلول الشق.عندما يتم استنفاد الأكسجين في الشق ، يستمر التفاعل الكاثودي خارج الشق فقط ، ويتم إجراء التفاعل الأنودي بشكل أساسي في الشق - الانحلال الأنودي للتيتانيوم.مع الزيادة المستمرة في أيونات التيتانيوم في الفجوة ، من أجل الحفاظ على توازن الشحن للأيونات الموجبة والسالبة في الفجوة ، تستمر أيونات الكلوريد في الهجرة إلى الفجوة.في الوقت نفسه ، تتراكم أيونات التيتانيوم في الشقوق وتخضع لتفاعل تحلل مائي لتوليد منتج تآكل أبيض ، وهو هيدروكسيد التيتانيوم.يتم تحديد منتج التآكل الأبيض بعد تجفيف هيدروكسيد التيتانيوم على أنه TiO2.يقلل تفاعل التحلل المائي من قيمة الأس الهيدروجيني في الشق ، مما يزيد من تدمير تخميل التيتانيوم.لذلك ، بمجرد انتهاء فترة حضانة التآكل الناجم عن الشقوق ، يكون تطورها سريعًا للغاية ، وهو ما يسمى بـ "التحفيز الذاتي".

⑥ في "العامل الهندسي" لتآكل شق التيتانيوم ، يتم تضمين عوامل مثل طول الشق وعرض الشق ونسبة المساحة داخل الشق وخارجه.يجب تحديد هذه القيم بشكل تجريبي لنظام معين ، ولا يمكن الحصول عليها من خلال التنبؤ النظري.يخبرنا الاختبار أن ميل التآكل الشقوق للدرزة الضيقة أكبر بكثير من خط التماس العريض ، وأن عرض التماس العام أقل من 0.5 مم.

⑦ من أجل تحسين مقاومة التيتانيوم للتآكل في تقليل الأحماض غير العضوية وتقليل حساسية تآكل الشقوق ، فإن سبائك التيتانيوم ، مثل سبائك Ti-Pd وسبائك Ti-Ni-Mo تتفوق عمومًا على التيتانيوم الصناعي النقي ، وخاصة Ti -Pd سبيكة.يمكن لتقنيات المعالجة السطحية مثل طلاء البلاديوم أو الأكسدة الحرارية أو الأنودة في موضع الشق على سطح التيتانيوم أن تحسن مقاومة التيتانيوم للتآكل الشقوق.