Titano lydinio atsparumas korozijai ir pagrindinės elektrocheminės charakteristikos
1.1 Titano lydinio atsparumas korozijai
Titano lydinys yra plačiai pripažintas „jūriniu metalu“ ir idealia medžiaga laivams dėl puikaus atsparumo korozijai. Daugybė jūrų inžinerijos praktikos ir mokslinių eksperimentų parodė, kad titano lydiniai turi puikų atsparumą korozijai gryname jūros vandenyje, beveik nevyksta vienodos korozijos ir puikų atsparumą duobių ir plyšių korozijai. 16 metų Kinijos bandymai jūroje Pietų Kinijos jūroje, Rytų Kinijos jūroje ir Geltonojoje jūroje parodė, kad titano lydinio medžiagos beveik neturi reikšmingo korozijos reiškinio visiškai panardintame, potvynio diapazono ir purslų zonos jūros vandenyje. Trejus metus trukę tikro poveikio jūroje bandymai 800-1000 m giluminėje Pietų Kinijos jūroje taip pat patvirtino, kad titano lydiniai puikiai atsparūs vienodai korozijai giliavandenėje aplinkoje.
Puikus titano lydinio medžiagų atsparumas korozijai jūros vandens aplinkoje daugiausia siejamas su šiomis penkiomis priežastimis:
(1)
(Santykinis titano metalo ir deguonies reaktyvumas yra ypač greitas, pranoksta aliuminio, nikelio ir nerūdijančio plieno reaktyvumą, o tai lemia, kad titano lydinių paviršius yra sunkus metalinėje būsenoje aerobinėje aplinkoje;
(2)
Titano lydiniai gali spontaniškai sudaryti tankias oksido plėveles tiek atmosferinėje, tiek vandeninėje aplinkoje, be laisvų hidroksido sluoksnių, o jų oksido plėvelės pasižymi puikiomis ekranavimo ir blokavimo savybėmis;
(3)
Titano metalo paviršiuje susidarę oksidai TiO, TiO2 ir Ti2O3 yra labai stabilūs ir puikiai atsparūs chlorido jonų erozijai;
(4)
Titano paviršiaus oksido plėvelė yra suformuota naudojant epitaksinį augimo mechanizmą, turinčią stiprią sąsajos sukibimo jėgą, tūrio koeficientą 1,76, esant gniuždymo įtempių būsenai ir nedaug plėvelės defektų;
(5)
Titano paviršiaus oksido plėvelė pasižymi puikiomis savaime{0}}gyjančiomis savybėmis, ji greitai pasyvuos ir taps stabili, kai bus pažeista aplinkos terpės arba pažeista išorinių jėgų. Šios puikios savybės lemia, kad titano lydinys yra natūrali korozijai{2}}atspari metalo medžiaga.
Todėl paprastai manoma, kad inžinerinė įranga, pagaminta iš titano lydinio, gali išvengti korozijos problemų, todėl laivų inžineriniame projekte mažai atsižvelgiama į titano lydinio konstrukcijų korozijos ir apsaugos klausimus. Toks nuoseklus mąstymas gali sukelti rimtų inžinerinių saugos pavojų, ypač įrangos, kuri ilgą laiką naudojama ekstremaliose aplinkose, tokiose kaip giliavandenė jūra, atveju, negalima ignoruoti jos aptarnavimo saugos problemų.
Tiesą sakant, nors titano lydinio medžiagos pasižymi puikiu atsparumu korozijai, jos vis tiek susiduria su žalos aplinkai problemomis, pvz., veiksmingumo pablogėjimu ir korozijos gedimu giliavandenėje{0}}jūroje, esant ekstremaliems aplinkos veiksniams, mechaninėms apkrovoms ir mikrobų bendruomenių poveikiui. Pavyzdžiui, Pekino mokslo ir technologijų universiteto tyrime nustatyta [10], kad kai jūros vandens pH yra mažesnis nei 2, titano lydinio pasyvavimo plėvelių stabilumas ir atsparumas korozijai žymiai sumažėja; Sieros ir fluoro jonai turi didelę įtaką titano lydinių stabilumui, ypač kai fluoro jonų koncentracija viršija 0,005 mol/L, titano lydiniuose atsiras rimtų korozijos problemų.
JAV karinis jūrų laivynas aptiko didelio -stiprumo titano lydinio 13V-11Cr-3Al įtempių korozijos įtrūkimus Ramiajame vandenyne nuo 700 iki 2000 metrų atlikdamas faktinius jūros poveikio bandymus, o suvirinimo ir karščio paveiktos zonos jautrumas korozijai įtempiams buvo didesnis nei netauriojo metalo. Remiantis Harbino inžinerijos universiteto, Metalų instituto, Kinijos mokslų akademijos, Šiaurės rytų universiteto ir kitų Kinijos institucijų tyrimais, padidėjus giliavandeniam hidrostatiniam slėgiui, padidėja titano lydinio jautrumas korozijai. Titano lydinio GR5 korozija esant 20 MPa hidrostatiniam slėgiui yra vandenilio sukelto įtrūkimo forma. Didėjant stiprumui, padidėja titano lydinio jautrumas korozijai. Be to, laivų įrangos inžinerinėse konstrukcijose neišvengiamos sudėtingos konstrukcijos, tokios kaip elektrinės jungtys, tarpai ir suvirinimas, o tai dar labiau padidina titano lydinių vietinės korozijos pažeidimo sudėtingumą ir destruktyvumą.
Prašyti kainos pasiūlymo
El. paštas:bjcxtitanium@gmail.com
WhatsApp:+8613571718779
