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鈦的吸氫和氫脆對鈦設備影響

來源:鈦棒,鈦板,鈦設備,鈦合金,鈦管,鈦絲,鈦材 發布時間:2014-8-11 12:17:56
的吸氫和氫脆是鈦制設備腐蝕破壞的重要原因,即使上述的腐蝕形態中也難以完全排除氫的影響。鈦的氫脆敏感性與點蝕一樣,表面預處理狀態的影響很大。鈦陽極氧化或熱氧化的表面抗吸氫和氫脆的能力最強,酸洗(硝酸加氫氟酸)或退火的表面次之,機械磨光或機械噴砂的表面抗吸氫和氫脆的能力最差。這表明處于活性狀態的鈦總是容易吸氫的,鈦表面完整的氧化膜是阻止吸氫從而防止氫脆的有效屏障。鈦吸氫達到固溶度以后,可以形成氫化物相(即TiH-)析出。鈦是一個活性很強的金屬,非常容易吸氫,當氫含量達到80-150mg/kg時,利用金相顯微鏡就可以觀察到針狀氫化物相析出。隨著氫含量進一步提高,氫化物的數量增加,體積增大。鈦的吸氫形成氫化物導致腐蝕破壞的情況大致有如下幾種情況。
①如果氫的擴散速度較慢,氫化物主要集中在鈦表面,則表面氫化物發生脆性剝落從而引起腐蝕加快。
②氫在應力作用下擴散到應力場集中的位置形成氫化物,由于內部微裂紋在應力作用下的擴散貫通,形成氫致開裂。
③鈦基體全面大量吸氫,導致鈦材的氫脆破壞。上述三種情形,尤其是后兩種情形,并不是腐蝕加快的問題,因此對于鈦制設備的破壞常常是致命的。
國內工業實踐中有許多鈦制設備氫脆破壞的事例,氣乙烯生產裝置、尿素合成塔和真空制鹽一效罐等都有氫脆破壞的典型亊例,還有更多的氫脆事故伴生在其他的腐蝕形態中。
綜合國內外研究和工業實踐,鈦的氫脆具有如下特點和規律。
的氫脆破壞屬于氫化物型氫脆破壞,氫化物型氫脆的特點是在高速變形下才出現脆性斷裂,而在低速變形時,一般可能不出現氫脆敏感性。當鈦中氫含量高于0.03%時才會影響斷面收縮率,而氫含量低于0.05%時,拉伸強度、屈服強度和延伸率基本不變。這表明常規力學性能對于判斷鈦的氫脆是不敏感的。
②鈦被鐵器擦傷和污染的位置,由于鈦的表面鑲嵌了鐵的微粒,常常是點蝕的引發點,又是氫進人的突破口。而固溶在鈦中的雜質鐵,甚至作為第二相存在的富鐵相,對于點蝕或吸氫和氫脆都并不敏感。
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