Οι πλάκες τιτανίου προσφέρουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και υψηλή ειδική αντοχή σε εφαρμογές χημικής επεξεργασίας, θαλάσσιας μηχανικής, αεροδιαστημικής και αναδυόμενων ενεργειακών εφαρμογών υδρογόνου. Οι πορώδεις πλάκες μεταλλουργίας σκόνης τιτανίου της TOPTITECH, για παράδειγμα, αντέχουν σε θερμοκρασίες έως και 300 μοίρες διατηρώντας παράλληλα τη δομική ακεραιότητα σε όξινους, αλκαλικούς και χλωριούχους-πλούσιους ηλεκτρολύτες-επιτρέποντας αξιόπιστη απόδοση διήθησης σε ρυθμίσεις διύλισης πετρελαίου, φαρμακευτικής και πυρηνικής βιομηχανίας. Ωστόσο, ακόμη και το τιτάνιο-παρά το στιβαρό παθητικό φιλμ TiO2-παραμένει ευάλωτο σε μηχανισμούς τοπικής αποικοδόμησης υπό συγκεκριμένες επιθετικές συνθήκες. Η διάβρωση της ρωγμής, η ευθραυστότητα του υδρογόνου, η φθορά που προκαλεί φθορές και η οξείδωση σε υψηλές{8}}θερμοκρασίες μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο τη διάρκεια ζωής πρόωρα όταν οι παράμετροι λειτουργίας υπερβαίνουν τα κρίσιμα όρια.
Αυτό το άρθρο παρέχει στους μηχανικούς, τους επόπτες συντήρησης και τους προσδιοριστές υλικού στρατηγικές που μπορούν να εφαρμοστούν σε τέσσερις κρίσιμους τομείς: επιλογή ποιότητας υλικού, περιβαλλοντικός έλεγχος, μηχανική επιφανειών και πρωτόκολλα συστηματικής συντήρησης. Κάθε τμήμα παρέχει μετρήσιμες παραμέτρους και κατώφλια διεργασίας που είναι απαραίτητα για τη μεγιστοποίηση της μακροζωίας της πλάκας τιτανίου σε χημικά εργοστάσια, υπεράκτιες πλατφόρμες, αεροδιαστημικές κατασκευές και βιομηχανικό εξοπλισμό μεταφοράς θερμότητας.
1. Επιλογή υλικού: Βελτιστοποίηση βαθμού για επιθετικά μέσα
Δεν αποδίδουν όλες οι ποιότητες τιτανίου ισοδύναμα υπό διαβρωτική επίθεση. Οι εμπορικά καθαρές ποιότητες-TA1 (Βαθμός 1), TA2 (Βαθμός 2) και TA3 (Βαθμός 3)-προσφέρουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση στα περισσότερα οξειδωτικά περιβάλλοντα, με το TA2 να χρησιμεύει ως η προεπιλεγμένη βιομηχανική επιλογή λόγω του ισορροπημένου συνδυασμού αντοχής, μορφοποίησης και συγκολλησιμότητας. Το TA1 παρέχει μέγιστη ολκιμότητα για εφαρμογές βαθιάς έλξης, ενώ το TA3 παρέχει υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού (περίπου 450 MPa) με κόστος μειωμένης μορφοποίησης.
Ωστόσο, το καθαρό τιτάνιο παρουσιάζει σημαντική ευπάθεια σε συγκεκριμένα χημικά περιβάλλοντα. Το υδροφθορικό οξύ προσβάλλει επιθετικά το τιτάνιο σε οποιαδήποτε συγκέντρωση. Τα αναγωγικά οξέα-συμπεριλαμβανομένων των υδροχλωρικών και θειικών οξέων-μπορούν να αποσταθεροποιήσουν το παθητικό φιλμ κάτω από συγκεκριμένους συνδυασμούς συγκέντρωσης θερμοκρασίας-. Τα υγρά περιβάλλοντα αερίου χλωρίου ενέχουν επίσης κινδύνους για τυπικές ποιότητες.
Για αυτές τις επιθετικές συνθήκες, οι ποιότητες από κράμα παλλάδιου- παρέχουν ανώτερη προστασία. Τα TA9 (Ti-0.2Pd, Βαθμός 7) και TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni, Βαθμός 12) ενσωματώνουν προσθήκες ευγενών μετάλλων που μειώνουν το υπερβολικό δυναμικό της εξέλιξης του υδρογόνου, μετατοπίζοντας το δυναμικό διάβρωσης στην παθητική περιοχή ακόμη και στη μείωση των όξινων μέσων. Το TA10 επιδεικνύει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση των ρωγμών και ξεπερνά το TA2 σε περιβάλλοντα που περιέχουν χλωριούχα και αναγωγικά. Το TA9 προσφέρει βελτιωμένη αντοχή στη διάβρωση σε σύγκριση με το TA2 διατηρώντας παράλληλα καλή συγκολλησιμότητα. Για εφαρμογές που περιλαμβάνουν κορεσμένο χλώριο με ίχνη αλατιού σε θερμοκρασίες 120–130 μοιρών και pH 2, το Ti-0.5Pd (Βαθμός 7) παρέχει αποδεδειγμένη αντοχή στη διάβρωση στις ρωγμές.
- Πρωτόκολλο επιλογής:
Κατά τον καθορισμό της πλάκας τιτανίου ανά ASTM B265-το ισχύον πρότυπο που καλύπτει ανόπτηση λωρίδας τιτανίου και κράματος τιτανίου, φύλλο και πλάκα - οι απαιτήσεις χημικής σύνθεσης για άζωτο, άνθρακα, υδρογόνο, σίδηρο και οξυγόνο πρέπει να επαληθεύονται σε σχέση με το προβλεπόμενο περιβάλλον εξυπηρέτησης.
