在化工裝置中,發(fā)生氫脆的環(huán)境條件大致可區分為:pH值低于3的非氧化性酸;pH值高于12的強堿溶液;pH=3的有機酸;含F-、I-的鹽溶液,含H2S的中性溶液。在上述條件下,有些事例是由于均勺腐蝕,有一些則與局部腐蝕有關(guān),但均因電化學(xué)反應產(chǎn)生了氫。當然也存在另一類(lèi)環(huán)境中本來(lái)就含有氫的情況。
對于使用海水冷卻的鈦冷凝器或凝汽器,當鈦與鋁黃銅管混用或鈦管與蒙茨銅合金管板同時(shí)使用時(shí),通常采用陰極保護減輕銅合金的腐蝕,當保護電位過(guò)低時(shí)會(huì )引起效管吸氫。
分析這些氫跪事例來(lái)看,鈦棒在電解質(zhì)中溶液中氫化作用一般必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件:
(1)溶液的pH值(也可能是局部)必須低于3或高于12。
(2)必須有產(chǎn)生氫的某種機制,如通過(guò)均勻腐蝕、局部腐蝕、表面機械劃傷或污染使鈦在電鮮質(zhì)中的腐蝕電位(整體或局部)降至析氫電位以下,或者由于陰極保護電位過(guò)負直接在鈦表面析氫。
(3)環(huán)境溫度必須高于80℃,否則雖有析氫的機制并引起鈦吸氫,但低于80℃時(shí)氫擴散緩慢,難以發(fā)生氫跪,除非嚴重的張應力促進(jìn)氫的低溫擴散或電化學(xué)反應產(chǎn)生的氫有時(shí)造成了很高的室分壓。
析氫型腐蝕的電動(dòng)勢遠低于氧還原型腐蝕的電動(dòng)勢,而與鈦氧化;Ti—Ti++ne的反應電位接近。當溶液中氧的補充(包括氧化劑)緩慢難以與析氫相競爭時(shí),析氫型腐蝕常占優(yōu)勢。通常在以下情況下發(fā)生析氫。
(1)金屬的標準電位非常負,如鈦在不斷除膜的情況下。
(2)金屬的腐蝕電位低于電解質(zhì)中的析氫電位。濃度很高時(shí),如強還原性酸中。
(3)由于絡(luò )合離子的形成,溶液中鈦離子濃度總是保持在很低時(shí)。
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