钛管跟316钢哪个更耐酸?
氢氟酸、硫酸、盐酸、正磷酸以及某些热的浓有机酸对钛的腐蚀较大,其中氢氟酸不论浓度、温度高低,对钛都有很高的腐蚀作用。钛对各种浓度的硝酸和铬酸的稳定性高,在碱溶液和大多数有机酸、无机盐溶液中的耐蚀性也很高。
316不锈钢因添加Mo元素,使其耐蚀性、和高温强度有较大的提高,耐高温可达到1200-1300度,可在苛酷的条件下使用。
316不锈钢耐酸性能参考如下:
质量浓度85-89%,温度50-70C,流速>2.1m/s
年腐蚀速率大约是12mm;
质量浓度11-20%,温度50-70C,流速>2.1m/s
年腐蚀速率大约是7mm。
钛及其合金优越的耐蚀性能,在氧化性、中性及氯离子介质中,其耐蚀性能均优于不锈钢。
此时,没有数据的情况下,参照不锈钢吧。
另外:
钛的性质与温度及其存在形态、纯度有着极其密切的关系。致密的金属钛在自然界中是相当稳定的,但是,粉末钛在空气中可引起自燃。钛中杂质的存在,显著的影响钛的物理、化学性能、机械性能和耐腐蚀性能。特别是一些间隙杂质,它们可以使钛晶格发生畸变,而影响钛的的各种性能。常温下钛的化学活性很小,能与氢氟酸等少数几种物质发生反应,但温度增加时钛的活性迅速增加,特别是在高温下钛可与许多物质发生剧烈反应。
因此,钛的耐腐蚀度,因介质,使用状态,有所不同。
金属钛在高温环境中的还原能力极强,能与氧、碳、氮以及其他许多元素化合,还能从部分金属氧化物(比如氧化铝)中夺取氧。常温下钛与氧气化合生成一层极薄致密的氧化膜,这层氧化膜常温下不与绝大多数强酸、强碱反应,包括酸中之王——王水。它只与氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸反应,因此钛体现了抗腐蚀性。
钛管是硝酸溶液加热设备的最佳金属材料。钛制换热器经受193℃左右的60%硝酸,使用多年未发现腐蚀。在沸腾的40%和68%的硝酸中,开始有一些腐蚀经过短时间之后钛的钝性恢复了腐蚀速度明显降低。可能与钛离子的缓蚀作用有关。
在高温的硝酸中钛的耐腐蚀性取决于硝酸的纯度。在高温的纯硝酸溶液或硝酸蒸汽下,当硝酸浓度处于20%--60%时腐蚀比较明显一些。各种金属离子即使用含量很低,如Si/Cr/Fe/Ti等,也有减缓钛在高温硝酸溶液中的腐蚀作用。在高温硝酸溶液中,钛比不锈钢显示出更强的耐腐蚀性。钛的腐蚀产物(Ti4+),是一个非常好的硝酸腐蚀的缓蚀剂。
在常温的通空气的硫酸中,工业纯钛只能耐5%一下的硫酸溶液如果温度下降到0℃左右,则硫酸浓度可提高到20%。如果温度高到溶液沸腾,则硫酸温度即使降到0.5%也任然会腐蚀的。在相同温度下硫酸溶液中通入氮气,钛的腐蚀速度明显大于通空气的情况。这种腐蚀规律在其它还原性无机酸中基本上相同。
在室温时,工业纯钛可以耐7%一下的盐酸溶液。温度升高耐腐蚀性显著下降。而钛镍钼合金可以耐9%的盐酸溶液。钛钯合金可以达到27%.高价重金属离子,如铁、镍、铜、钼等,可以显著提高钛的耐腐蚀性。这是湿法冶金工业中钛已经成功用于盐酸系统的原因。
在室温时,工业纯钛可耐30%一下的磷酸溶液。温度升高到60℃时则浓度下降到10%。在温度100℃时,磷酸浓度只能保持在2%左右,温度达到沸腾则有不会加速钛的腐蚀。
钛管在有机化合物中通常都是相当耐腐蚀的。它的实际耐腐蚀性与有机酸溶液的还原性与氧化性的大小相关。现在知道的有机酸中,只有为数不多的几个会腐蚀钛材。例如不同空气的热甲酸、热草酸、浓三氯乙酸等;一但通入空气后钛的腐蚀速度就会下降。有机化合物介质的含水量和空气都有利于钛维持其钝性。高温和无水的条件下,有机化合物分解放出氢气,可能导致钛的吸氢和氢脆的危险。尽管钛在有机化合物介质中的腐蚀并不严重,但是必须充分注意氢脆与应力腐蚀的敏感性。
钛可以耐广泛温度和浓度的乙酸,并且已经用在204℃和67%的对苯二酸和已二酸中。在柠檬酸、酒石酸、单宁酸、乳酸等有机酸中都有很好的耐腐蚀性。
钛管在碱和碱介质中具有很强的耐腐蚀性。不论是氢氧化钠、氢氧化钾还是氨水、氢氧化钙、氢氧化镁都是很耐腐蚀的。钛在沸腾的饱和氢氧化钙、氢氧化镁和氨水中,腐蚀速度几乎为0.在高温高浓度的氢氧化钠溶液中,如188℃的50%--73%的溶液,腐蚀速度才可能超过1.09mm/a。尽管如此,钛在高温碱溶液中的氢脆敏感性不能忽视。当温度超过77℃时,碱溶液的PH值大于12时,钛在碱溶液中的吸氢和氢脆可能性特别应予以注意。
在各种金属材料中,钛在湿氯气、氯化物溶液(除了高温与高浓度的ZnCL2、ALCL3和CaCL2之外)、含氯的化合物(如氯盐酸等)溶液中,都具有很好的耐腐蚀性,已经在漂白厂、电解氯厂和废水处理厂中得到成功应用。但钛材在高温高浓度氯化物溶液中会发生缝隙腐蚀,尤其在与聚四氟乙烯等有机化合物材料相接触时,缝隙腐蚀更加严重。
钛在干氯气中产生剧烈的腐蚀,甚至引起着火和自然。Ti与CL 的反应生成TiCL4,是一个放热反应。只有介质中含水量很低,释放的热量可以促使钛的燃烧,知道干氯气和钛耗尽。如果氯气中含有水,四氧化钛就会发生水解反应,生成白色的氢氧化钛。氢氧化钛是一种稳定的固体化合物,而不像四氧化(钛沸点为136℃)那样具有强烈挥发性的液体。“干”和“湿”的界限与环境温度和合金成分等因素有关。据报道,工业纯钛在约200℃的氯气中的维持钝态的最低水分含量约为1.5%;常温下,最低水含量只要保持在0.3%--0.4%以上就不至于着火。钛钯合金和钛镍钼合金可以在更低的水含量下维持金属的钝态
钛管对于溴和碘的耐腐蚀性与氯相仿,只要维持一定量的水分就可以保证钛不会腐蚀。但是钛在氟、氢氟酸或酸性氟化物溶液中,即使浓度很低也会发生腐蚀,而且几乎没有任何缓蚀剂可以利用,因此钛不推荐用于接触氟气氛的环境中。酸性氟化物溶液由于存在氢氟酸,从而迅速腐蚀钛。然而某些与金属离子络合的氟化物,或极其稳定的氟化物(如氟碳化合物),一般也不会腐蚀钛。
钛管在河水和海水中都具有非常优异的耐腐蚀性,尤其在海水中,钛的腐蚀性能是不锈钢的100倍。钛是所有在天然水中最耐腐蚀的金属材料。钛在高温水及水蒸气(如300℃)中可能有些变色或失光,甚至有少许增重,但是不会引起腐蚀。钛在温度高达260℃的海水中很耐腐蚀,钛管冷凝器在污染海水中已经使用20多年,只发现稍微变色而没有腐蚀迹象。
工业纯钛在海水中的耐缝隙腐蚀、耐点腐蚀和耐冲击腐蚀性都比较好,应力腐蚀和腐蚀疲劳的敏感性也不严重。在高速度的流动海水(例如36.6m/s)中,冲蚀速度有些提高。当海水中含有沙粒等摩擦性颗粒时,对于钛的耐冲蚀性有一些影响,但是不像铜合金和铝合金那样严重。在海水中,钛业是最理想的抗空泡腐蚀的材料。但由于钛在海水中既不腐蚀又无毒性,是海洋生物附着的良好场所,这在实际应用中是一个亟待解决的问题。
氟化氢气体在加热时与钛发生反应生成TiF4, 反应式为(1);不含水的氟化氢液体可在钛表面上生成一层致密的四氟化钛膜,可防止HF浸入钛的内部。氢氟酸是钛的最强熔剂。即使是浓度为1%的氢氟酸,也能与钛发生激烈反应,见式(2);无水的氟化物及其水溶液在低温下不与钛发生反应,仅在高温下熔融的氟化物与钛发生显著反应。
Ti+4HF=TiF4+2H2 (1)
2Ti+6HF=2TiF4+3H2 TiF4+2F-=[TiF6]2-(2)
HF没有氧化性,电离产生的H+有较弱的氧化性
是钛材同行业的吗?希望有机会可以多交流。
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