Aplikasi Bahan Titanium dalam Kimia
Dalam industri kimia beberapa negara kapitalis maju, selain penggunaan pelbagai gred titanium tulen industri, aloi Ti~0.2%Pd (di bawah 5%) juga digunakan secara meluas.
Sesetengah orang berpendapat bahawa penggunaan Lembaran Titanium Gred 5 tahan kakisan berkekuatan tinggi adalah sangat penting dan menjanjikan dalam pembuatan peralatan tekanan, emparan berkelajuan tinggi dan bahagian pemisah. Banyak kerja sedang dijalankan di kawasan ini.
Lembaran Titanium Darjah 5adalah logam yang sangat tahan kakisan. Data termodinamik titanium menunjukkan bahawa titanium adalah logam yang sangat tidak stabil secara termodinamik. Jika titanium boleh dilarutkan untuk menghasilkan Ti2+, potensi elektrod piawainya adalah sangat negatif (-1.63V), dan permukaannya sentiasa ditutup dengan filem oksida pasif. Dengan cara ini, potensi stabil titanium dibiaskan secara stabil kepada nilai positif, contohnya, potensi stabil titanium dalam air laut pada 25 darjah ialah kira-kira +0.09V. Dalam manual kimia dan buku teks, potensi elektrod piawai yang sepadan dengan satu siri tindak balas elektrod titanium boleh diperolehi. Perlu diingatkan bahawa sebenarnya data ini tidak diukur secara langsung, tetapi selalunya hanya boleh dikira daripada data termodinamik, dan disebabkan sumber data yang berbeza, data yang berbeza mungkin muncul untuk beberapa tindak balas elektrod berbeza yang mungkin dinyatakan pada masa yang sama. pelik.
Data potensi elektrod tindak balas elektrod titanium menunjukkan bahawa permukaannya sangat aktif, dan biasanya sentiasa ditutup dengan filem oksida yang dijana secara semula jadi di udara. Oleh itu, rintangan kakisan yang sangat baik bagi titanium berpunca daripada fakta bahawa sentiasa terdapat filem oksida yang stabil, sangat pelekat, dan terutamanya pelindung pada permukaan titanium. Malah, kestabilan filem oksida semulajadi inilah yang menentukan rintangan kakisan titanium. Rintangan kakisan, termasuk rod titanium aloi titanium dan titanium, wayar titanium, plat titanium, dan lain-lain mempunyai rintangan kakisan yang kuat, sudah tentu, rintangan kakisan pelbagai jenama adalah berbeza, kami sebutkan dalam kandungan laman web sebelumnya Walau bagaimanapun, saya menang ' tak banyak cakap hari ini. Secara teorinya, nisbah P/B bagi filem oksida pelindung mestilah lebih besar daripada 1. Jika kurang daripada 1, filem oksida tidak dapat menutup permukaan logam sepenuhnya, jadi adalah mustahil untuk memainkan peranan pelindung. Jika nisbah ini terlalu besar, tegasan mampatan dalam filem oksida akan meningkat secara bersamaan, yang dengan mudah akan menyebabkan pecahnya filem oksida dan gagal melindunginya. Nisbah P/B titanium adalah antara 1 dan 2.5 bergantung kepada komposisi dan struktur filem oksida. Dari sudut analisis asas ini, filem oksida titanium boleh mempunyai prestasi perlindungan yang lebih baik.
Apabila permukaan titanium terdedah kepada atmosfera atau larutan akueus, filem oksida baharu akan terbentuk serta-merta. Sebagai contoh, ketebalan filem oksida di atmosfera pada suhu bilik ialah 1.2~1.6nm, dan ia akan menebal dengan masa. Selepas 70 hari, ia akan menebal secara semula jadi kepada 5nm. Selepas 545 hari, ia meningkat secara beransur-ansur kepada 8~9nm. Keadaan pengoksidaan yang menguatkan secara buatan (seperti pemanasan, menggunakan oksidan atau pengoksidaan anodik, dsb.) boleh mempercepatkan pertumbuhan filem oksida permukaan dan memperoleh filem oksida yang lebih tebal, dengan itu meningkatkan rintangan kakisan titanium. Oleh itu, filem oksida yang dibentuk oleh pengoksidaan anodik dan pengoksidaan terma akan meningkatkan rintangan kakisan titanium dengan ketara. Kini pelanggan kami telah membuat banyak produk serupa dengan rod titanium dan dawai titanium kami, yang menunjukkan bahawa ini adalah cara yang boleh dilaksanakan.
Kerana titanium adalah logam yang agak mahal, ia harus digunakan sebagai bahan lapisan untuk peralatan keluli. Ia sudah mempunyai pengalaman dalam pembuatan peralatan berlapis titanium dengan diameter 3.6 meter dan panjang 20 meter. Oleh kerana nilai pekali pengembangan haba titanium dan keluli berbeza, panjang bahagian menara tunggal tidak boleh melebihi 2 meter. Atas sebab yang sama, kaedah ini tidak boleh digunakan di mana suhu berubah secara berkala. Oleh kerana jurang kecil antara cangkang keluli dan lapisan titanium peralatan berlapis titanium, peralatan tersebut tidak boleh digunakan dalam persekitaran vakum dan pemindahan haba.
Peralatan tekanan tinggi dan suhu tinggi boleh dibuat daripada keluli bersalut dengan titanium 2 mm.
Sesetengah syarikat di Amerika Syarikat dan Jerman Barat menggunakan kimpalan letupan untuk menghasilkan plat keluli titanium dan paip keluli bersalut titanium. Saiz maksimum plat bersalut titanium ini ialah 2.5 meter, dan kekuatan ricih lapisan bersalut titanium ialah kira-kira 250 MN/m2 (kekuatan ricih minimum ialah 140 MN/m2). Lapisan itu kebanyakannya diperbuat daripada titanium tulen atau aloi titanium-paladium.
Reka bentuk dan penggunaan paip titanium telah menunjukkan bahawa dalam keadaan suhu rendah dan diameter paip kecil, penggunaan paip titanium adalah lebih menjimatkan dan boleh dipercayai daripada penggunaan paip dengan salutan titanium. Walau bagaimanapun, untuk paip dengan diameter lebih besar daripada 500 mm, adalah lebih berfaedah untuk menggunakan paip bersalut titanium.
Struktur monolitik titanium, termasuk tiang untuk digunakan pada suhu K tinggi dan tinggi (di bawah 250 darjah ), mendapat minat khusus baru-baru ini. Pengalaman telah diperoleh dalam pembuatan peralatan titanium dengan ketebalan dinding sehingga 25 mm.
Penggunaan tiub titanium yang dikimpal adalah faktor penting dalam mengurangkan kos peralatan pertukaran haba. Menurut maklumat yang dikeluarkan oleh American Titanium Corporation, yang menghasilkan tiub titanium yang dikimpal, harga tiub titanium yang dikimpal adalah 20% lebih murah daripada tiub titanium lancar.
Tiub titanium berdinding nipis dihasilkan khas untuk penukar haba. Untuk memasang saluran paip di Jepun, selain menghasilkan paip berdiameter 6×300 mm, ia juga menghasilkan kelengkapan standard berbentuk khas: paip tee, paip 90 dan 45, dan paip berdiameter berbeza dengan kaliber berbeza.
Tiub berdinding tebal digunakan dalam penukar haba hanya apabila benar-benar diperlukan di negara kapitalis. Sebagai contoh, untuk penukar haba tiub dengan tekanan reka bentuk 10 MPa dalam ruang antara tiub dan tekanan ujian kira-kira 14 MPa, tiub titanium lancar dengan diameter 19.05 mm dan ketebalan dinding 1.8 mm dipasang.
Dapat dilihat di negara-negara kapitalis maju seperti Amerika Syarikat, Kanada, Jepun dan negara-negara Eropah Barat, ciri-ciri aplikasi Lembaran Titanium Gred 5 dalam industri kimia adalah seperti berikut: tuangan berbentuk khas yang digunakan secara meluas, dan aloi titanium Ti ~0.2 dengan rintangan kakisan yang lebih baik %Pd; gunakan peralatan keluli yang dilapisi dengan titanium atau disalut dengan plat titanium nipis; secara meluas menggalakkan penggunaan penukar haba plat; gunakan tiub titanium berdinding nipis dalam penukar haba tiub, dan gunakan plat titanium nipis dalam peralatan dan komponen.
