钛制容器的氢脆

1、为什么在化工中使用的钛设备所发生的恶性事故，几乎都是由氢脆破裂造成?如何防止氢脆破裂?


因为钛材极易吸氢，即使在温度不高的环境中，由于氢的扩散速度大，也易使钛吸氢脆化和产生晶间微裂纹。氢的来源有下列几 方面 :


a. 钛材中含有的杂质元素——氢；


b·由于环境中的氢达 到一定浓度，处于高温 状态下的 钛或表面钝化膜被破坏的钛材易吸氢脆化;


c·由于选材错误，在不应采用钛材的环境中使用钛材;或者由于结构设计不合理 (如存在缝隙或与异种金属接触产生电偶腐 蚀)引起局部腐蚀，导致吸氢脆化;


d ·加 工 制 造 工 艺 不 当 (如 错 误 的 酸 洗 配 方 或 过 ⻓ 的 酸 洗 时 间 、 焊接时未能充分保护和制造过程中钛材表面被铁污染等)引起吸氢
脆化。



防止钛设备产生氢脆的措施如下：


a. 选用含氢少的钛材。


b. 防止在加工制造过程中吸氢:要避免在切削 、冲压、卷板， 焊接等加 工制造过程中钛材表 面嵌 入铁粒，热加工和热处理加热必须在微氧化性气氛的加热炉进行;对于一些结构复杂的钛设备，背 面难以实现气体保护的焊接接头，要防止焊接时污染吸氢。


c• 选择合适的使用环境:当温度在71~316°C的干氢和湿氢的环境中，如含有一定的氧和水分可以防止吸氢。钛在氧化性介质、 中性介质、弱还原性介质或含有氧化剂的还原性酸中，通常不会发 生吸氢或极缓慢地吸氢;但当表面被污染、表面缺陷、局部发生腐 蚀或异常工况出现时，则可能产生吸氢脆化。钛在发生全面腐蚀或 局部腐蚀的环境中，易发生吸氢脆化。



d.通过表面处理 (高温氧化、阳极化处理等)可改善抗氢性能。采用耐蚀钛合金，提高钛的耐蚀性，防止吸氢脆化。


2、钛在哪些介质中易产生应力腐蚀破裂?造成应力腐蚀破裂的因素有哪些?


实践证明，在不锈钢产生应力腐蚀破坏的环境中，通常钛不产 生应力腐蚀破裂。但陆续发现钛在发烟硝酸、甲醇、三氣乙烯、高 温氯化物、液态的四氧化二氮、熔融金属盐、四氮化碳、尿吡啶、 有机溶剂、氢气和溴蒸气等介质中发生应力腐蚀破裂。



造成应力腐蚀破裂的因素如 下。


(1)环境 该因素中包括离子的种类与浓度、溶液的阳H值、 温度、电导、添加剂和流速等。


( 2)力学因素 在发生应力腐蚀破裂的体 系中必须存在拉应 力。拉应力来源于加工制造过程中产生的残余应力和工作应力，通 常只有当该体系的应力强度因子大于临界应力强度因子，且应变速 度 超 过 某 一 范 围 后 ， 才发生应力腐蚀破裂 。


( 3 ) 冶金因素工业纯钛随着氧含量增 加，应力腐 蚀 破 裂 的 敏 感性增加。

简介--你指出的几个关键的因素都是正确的。整体而言，钛在化工设备中的使用需要考虑很多因素以确保其在特定环境和工作条件下稳定可靠。钛对氢的吸附能力强，而且在高温的环境中还会发生氢脆，这可能导致钛设备出现不可预计 ...-登录查看全文