Εφαρμογή Υλικών Τιτανίου στη Χημεία
Στη χημική βιομηχανία ορισμένων αναπτυγμένων καπιταλιστικών χωρών, εκτός από τη χρήση διαφόρων ποιοτήτων βιομηχανικού καθαρού τιτανίου, χρησιμοποιείται ευρέως και το κράμα Ti~0.2%Pd (κάτω από 5%).
Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η εφαρμογή υψηλής αντοχής ανθεκτικό στη διάβρωση φύλλο τιτανίου βαθμού 5 είναι πολύ σημαντική και πολλά υποσχόμενη στην κατασκευή εξοπλισμού υπό πίεση, φυγοκεντρητών υψηλής ταχύτητας και εξαρτημάτων διαχωριστή. Γίνεται πολλή δουλειά σε αυτόν τον τομέα.
Φύλλο τιτανίου 5ου βαθμούείναι ένα μέταλλο πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση. Τα θερμοδυναμικά δεδομένα του τιτανίου δείχνουν ότι το τιτάνιο είναι ένα θερμοδυναμικά εξαιρετικά ασταθές μέταλλο. Εάν το τιτάνιο μπορεί να διαλυθεί για να δημιουργήσει Ti2+, το τυπικό δυναμικό του ηλεκτροδίου του είναι πολύ αρνητικό (-1.63V) και η επιφάνειά του καλύπτεται πάντα με μια μεμβράνη παθητικού οξειδίου. Με αυτόν τον τρόπο, το σταθερό δυναμικό του τιτανίου πολώνεται σταθερά σε μια θετική τιμή, για παράδειγμα, το σταθερό δυναμικό του τιτανίου στο θαλασσινό νερό στους 25 βαθμούς είναι περίπου +0.09V. Σε εγχειρίδια και σχολικά βιβλία χημείας, μπορούν να ληφθούν τυπικά δυναμικά ηλεκτροδίων που αντιστοιχούν σε μια σειρά αντιδράσεων ηλεκτροδίων τιτανίου. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην πραγματικότητα αυτά τα δεδομένα δεν μετρώνται άμεσα, αλλά συχνά μπορούν να υπολογιστούν μόνο από θερμοδυναμικά δεδομένα και λόγω διαφορετικών πηγών δεδομένων, μπορεί να εμφανιστούν διαφορετικά δεδομένα για πολλές διαφορετικές αντιδράσεις ηλεκτροδίων που μπορεί να εκφραστούν ταυτόχρονα. Παράξενος.
Τα δεδομένα δυναμικού ηλεκτροδίου της αντίδρασης ηλεκτροδίου του τιτανίου δείχνουν ότι η επιφάνειά του είναι πολύ ενεργή και συνήθως καλύπτεται πάντα με ένα φιλμ οξειδίου που παράγεται φυσικά στον αέρα. Ως εκ τούτου, η εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση του τιτανίου πηγάζει από το γεγονός ότι υπάρχει πάντα ένα σταθερό, πολύ συγκολλητικό και ιδιαίτερα προστατευτικό φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια του τιτανίου. Στην πραγματικότητα, είναι η σταθερότητα αυτού του φυσικού φιλμ οξειδίου που καθορίζει την αντοχή στη διάβρωση του τιτανίου. Αντοχή στη διάβρωση, συμπεριλαμβανομένων των ράβδων τιτανίου από τιτάνιο και κράμα τιτανίου, σύρματα τιτανίου, πλάκες τιτανίου κ.λπ. έχουν ισχυρή αντοχή στη διάβρωση, φυσικά, η αντίσταση στη διάβρωση διαφόρων εμπορικών σημάτων είναι διαφορετική, αναφέραμε στο προηγούμενο περιεχόμενο του ιστότοπου Ωστόσο, θα' δεν λέω πολλά σήμερα. Θεωρητικά, ο λόγος P/B ενός προστατευτικού φιλμ οξειδίου πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 1. Εάν είναι μικρότερος από 1, το φιλμ οξειδίου δεν μπορεί να καλύψει πλήρως τη μεταλλική επιφάνεια, επομένως είναι αδύνατο να παίξει προστατευτικό ρόλο. Εάν αυτή η αναλογία είναι πολύ μεγάλη, η συμπιεστική τάση στο φιλμ οξειδίου θα αυξηθεί αντίστοιχα, γεγονός που θα προκαλέσει εύκολα τη ρήξη του φιλμ οξειδίου και θα αποτύχει να το προστατεύσει. Η αναλογία P/B του τιτανίου είναι μεταξύ 1 και 2,5 ανάλογα με τη σύνθεση και τη δομή του φιλμ οξειδίου. Από αυτό το βασικό σημείο ανάλυσης, το φιλμ οξειδίου του τιτανίου μπορεί να έχει καλύτερη απόδοση προστασίας.
Όταν η επιφάνεια του τιτανίου εκτεθεί στην ατμόσφαιρα ή στο υδατικό διάλυμα, ένα νέο φιλμ οξειδίου θα σχηματιστεί αυτόματα αμέσως. Για παράδειγμα, το πάχος του φιλμ οξειδίου στην ατμόσφαιρα σε θερμοκρασία δωματίου είναι 1,2 ~ 1,6 nm και θα πυκνώσει με το χρόνο. Μετά από 70 ημέρες, θα πυκνώσει φυσικά στα 5 nm. Μετά από 545 ημέρες, αυξήθηκε σταδιακά στα 8~9nm. Η τεχνητή ενίσχυση των συνθηκών οξείδωσης (όπως θέρμανση, χρήση οξειδωτικών ή ανοδικής οξείδωσης, κ.λπ.) μπορεί να επιταχύνει την ανάπτυξη του επιφανειακού φιλμ οξειδίου και να αποκτήσει ένα παχύτερο φιλμ οξειδίου, βελτιώνοντας έτσι την αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου. Ως εκ τούτου, το φιλμ οξειδίου που σχηματίζεται από την ανοδική οξείδωση και τη θερμική οξείδωση θα βελτιώσει σημαντικά την αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου. Τώρα οι πελάτες μας έχουν φτιάξει πολλά παρόμοια προϊόντα με τη ράβδο τιτανίου και το σύρμα τιτανίου μας, κάτι που δείχνει ότι αυτός είναι ένας εφικτός τρόπος.
Επειδή το τιτάνιο είναι ένα σχετικά ακριβό μέταλλο, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως υλικό επένδυσης για εξοπλισμό χάλυβα. Έχει ήδη εμπειρία στην κατασκευή εξοπλισμού με επένδυση τιτανίου με διάμετρο 3,6 μέτρα και μήκος 20 μέτρα. Λόγω των διαφορετικών τιμών του συντελεστή θερμικής διαστολής τιτανίου και χάλυβα, το μήκος ενός τμήματος πύργου δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2 μέτρα. Για τον ίδιο λόγο, αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν η θερμοκρασία αλλάζει περιοδικά. Λόγω του μικρού κενού μεταξύ του χαλύβδινου κελύφους και της επένδυσης τιτανίου του εξοπλισμού με επένδυση τιτανίου, τέτοιος εξοπλισμός δεν πρέπει να χρησιμοποιείται σε περιβάλλοντα κενού και μεταφοράς θερμότητας.
Ο εξοπλισμός υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να κατασκευαστεί από ατσάλι με επένδυση από τιτάνιο 2 mm.
Ορισμένες εταιρείες στις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Δυτική Γερμανία χρησιμοποιούν εκρηκτική συγκόλληση για την παραγωγή πλακών από χάλυβα τιτανίου και χαλύβδινων σωλήνων με επένδυση τιτανίου. Το μέγιστο μέγεθος αυτής της πλάκας με επίστρωση τιτανίου είναι 2,5 μέτρα και η αντοχή σε διάτμηση της στρώσης με επίστρωση τιτανίου είναι περίπου 250 MN/m2 (η ελάχιστη διατμητική αντοχή είναι 140 MN/m2). Το στρώμα είναι κυρίως κατασκευασμένο από καθαρό τιτάνιο ή κράμα τιτανίου-παλλαδίου.
Ο σχεδιασμός και η χρήση σωλήνων τιτανίου έχουν δείξει ότι υπό συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας και μικρής διαμέτρου σωλήνων, η χρήση σωλήνων τιτανίου είναι πιο οικονομική και αξιόπιστη από τη χρήση σωλήνων με επιστρώσεις τιτανίου. Ωστόσο, για σωλήνες με διάμετρο μεγαλύτερη από 500 mm, είναι πιο ωφέλιμο να χρησιμοποιείτε σωλήνες με επίστρωση τιτανίου.
Οι μονολιθικές κατασκευές τιτανίου, συμπεριλαμβανομένων των στηλών για χρήση σε υψηλές θερμοκρασίες Κ και υψηλές θερμοκρασίες (κάτω από 250 βαθμούς), κερδίζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον πρόσφατα. Έχει αποκτηθεί εμπειρία στην κατασκευή εξοπλισμού τιτανίου με πάχος τοιχώματος έως 25 mm.
Η χρήση συγκολλημένων σωλήνων τιτανίου είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη μείωση του κόστους του εξοπλισμού ανταλλαγής θερμότητας. Σύμφωνα με τις πληροφορίες που έδωσε στη δημοσιότητα η American Titanium Corporation, η οποία παράγει συγκολλημένους σωλήνες τιτανίου, η τιμή των συγκολλημένων σωλήνων τιτανίου είναι 20% φθηνότερη από αυτή των σωλήνων τιτανίου χωρίς ραφή.
Οι σωλήνες τιτανίου με λεπτό τοίχωμα παράγονται ειδικά για εναλλάκτες θερμότητας. Για την τοποθέτηση αγωγών στην Ιαπωνία, εκτός από την παραγωγή σωλήνων διαμέτρου 6×300 mm, παράγει επίσης τυποποιημένα εξαρτήματα ειδικού σχήματος: σωλήνες μπλουζών, βρύσες 90 και 45 και σωλήνες διαφορετικής διαμέτρου διαφορετικού διαμετρήματος.
Οι σωλήνες με παχύτερο τοίχωμα χρησιμοποιούνται σε εναλλάκτες θερμότητας μόνο όταν είναι απολύτως απαραίτητο στις καπιταλιστικές χώρες. Για παράδειγμα, για έναν σωληνωτό εναλλάκτη θερμότητας με πίεση σχεδιασμού 10 MPa στο χώρο μεταξύ των σωλήνων και πίεση δοκιμής περίπου 14 MPa, τοποθετείται ένας σωλήνας τιτανίου χωρίς ραφή με διάμετρο 19,05 mm και πάχος τοιχώματος 1,8 mm.
Μπορεί να φανεί ότι σε ανεπτυγμένες καπιταλιστικές χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, ο Καναδάς, η Ιαπωνία και οι χώρες της Δυτικής Ευρώπης, τα χαρακτηριστικά εφαρμογής του φύλλου τιτανίου βαθμού 5 στη χημική βιομηχανία είναι τα εξής: ευρέως χρησιμοποιούμενα χυτά ειδικά σχήματα και κράμα τιτανίου Ti ~0.2 με καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση %Pd; Εφαρμόστε εξοπλισμό χάλυβα επενδεδυμένο με τιτάνιο ή επικαλυμμένο με λεπτές πλάκες τιτανίου. προωθήσει ευρέως την εφαρμογή πλακοειδών εναλλάκτη θερμότητας. χρησιμοποιήστε σωλήνες τιτανίου με λεπτά τοιχώματα σε εναλλάκτες θερμότητας σωλήνων και χρησιμοποιήστε λεπτές πλάκες τιτανίου σε εξοπλισμό και εξαρτήματα.
