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背景

由于鈦金屬包括鈦及鈦合金,在1950年首次成為商業現實,因此耐腐蝕性在其作為工程結構材料的選擇中一直是重要的考慮因素。鈦在許多介質中得到了認可,其耐腐蝕性和工程性能為腐蝕和設計工程師提供了可靠和經濟的材料。

在這里,我們檢查海水水對鈦及鈦合金的腐蝕和腐蝕作用。

淡水腐蝕 - 蒸汽

鈦能抵抗淡水和蒸汽對溫度超過600°F(316°C)的各種形式的腐蝕。腐蝕速率非常低或經歷輕微的重量增加。鈦表面可能在熱水蒸汽中獲得失去光澤的外觀,但不會腐蝕。

一些天然河水含有錳,錳在熱交換器表面沉積為二氧化錳。用于控制滑動的氯化處理導致不銹鋼表面上的嚴重點蝕和縫隙腐蝕。鈦不受這種腐蝕形式的影響,是處理所有天然水的理想材料。

海水一般腐蝕

鈦可抵抗海水腐蝕,溫度高達500°F(260°C)。在表面冷凝器中暴露16年污染海水的鈦管稍微變色但沒有顯示出腐蝕跡象。鈦為化學,煉油和海水淡化行業提供了30多年的無故障海水服務。

多年來鈦暴露在海面以下一英里的深處并未產生任何可測量的腐蝕。即使形成海洋沉積物,也完全沒有點蝕和縫隙腐蝕。海水中硫化物的存在不會影響鈦對腐蝕的抵抗力。鈦暴露于海洋環境或飛濺或潮汐區域不會導致腐蝕。

侵蝕

鈦具有抵抗高速海水侵蝕的能力。速度高達120英尺/秒。導致侵蝕率上升最小。在對銅和鋁基合金極其不利的條件下,磨料顆粒(例如砂)的存在對鈦的耐腐蝕性的影響很小。鈦被認為是可用于海水服務的最佳抗氣蝕材料之一。

應力腐蝕開裂

ASTM 1級和2級基本上不受海水中的應力腐蝕開裂(SCC)的影響。Blackburn等人的評論已經多次證實了這一點。(1973年)。其他氧含量大于0.2%的非合金鈦等級在某些條件下可能對SCC敏感。如果存在高應力的,預先存在的裂縫,一些鈦合金可能對海水中的SCC敏感。具有低氧含量的ASTM 5級被認為是用于海水服務的高強度鈦基合金中最好的之一。

腐蝕疲勞

與許多其他材料不同,鈦不會在海水中遭受顯著的疲勞損失。

生物污染

鈦對海洋生物沒有任何毒性。生物污垢可能發生在浸入海水中的表面上。Cotton等人(1957)報道了在淺海水中浸泡800小時后對鈦的廣泛生物污染。然而,耐腐蝕氧化物膜的完整性在海洋沉積物下完全保持,并且沒有觀察到點蝕或縫隙腐蝕。

已經指出,通過保持水速超過2米/秒,可以使鈦換熱器表面的海洋結垢最小化。建議使用氯化來?;ゎ訝冉換黃鞅礱婷饈萇鏤廴?,預計海水速度小于2米/秒。

微生物影響腐蝕

鈦是普通工程金屬中獨一無二的,似乎對微生物影響腐蝕(MIC)免疫。實驗室研究證實,鈦對最具侵蝕性的好氧和厭氧生物具有抗性。此外,從未報道過針對鈦的MIC侵蝕案例。

縫隙腐蝕

在溫度高于180°F(82°C)的海水中,非合金鈦可能會出現局部點蝕或縫隙腐蝕。ASTMGr7和Gr12在高達500°F(260°C)的溫度下可以抵抗海水中的縫隙腐蝕。

電偶腐蝕

鈦在海水中不受電化學腐蝕,但是,它可能加速電偶的另一個構件的腐蝕。