2. Aplinkos kontrolė: lokalių korozijos sukėlėjų pašalinimas
2.1 Geležies užteršimo ir vandenilio trapumo prevencija
Geležies užterštumas yra viena klastingiausių -ir išvengiamų-titano skilimo priežasčių. Kai gamybos, tvarkymo ar priežiūros metu geležies dalelės patenka į titano paviršių, susidaro galvaninė pora. Esant tam tikroms pH sąlygoms ir galvaninės korozijos scenarijams, viršijantiems 75 laipsnius (165 laipsnių F), ši pora varo atominį vandenilį į titano matricą, sudarydama trapias hidrido fazes, kurios labai sumažina plastiškumą.
Tyrimai patvirtina, kad vandenilio absorbcija prasideda, kai geležies / nikelio užterštumas lieka ant titano paviršių. Jei vandenilio kiekis viršija 500 ppm, veikiant apkrovai, sudedamosios dalys lūžta. Visiškai prevencijai reikia pašalinti geležies užterštumą ėsdinant azoto rūgštimi prieš kondicionuojant nuosėdas.
Kritinės kontrolės priemonės:
- Griežtai draudžiama naudoti specialius nerūdijančio plieno ar vario -lydinio įrankius, skirtus bet kokiam titano apdorojimui-anglies plienui
- Atskirtos gamybos vietos, apsaugančios nuo kryžminio{0}}užteršimo anglies plieno šlifavimo dulkėmis
- Pasyvavimas azoto rūgštimi (20–40 % HNO₃) paviršiaus nukenksminimui prieš suvirinimą arba terminį apdorojimą
- Valymas po-suvirinimo su inertinių dujų užpakaliniais skydais, kad būtų išvengta oksidacijos{1}}sukelto užteršimo
Gamybos ir remonto švara išlieka gyvybiškai svarbi siekiant išvengti titano hidrinimo. Hidridinimo reakcija gali tęstis tol, kol visiškai prarandamas lankstumas, o bet koks trumpalaikis įtempis gali sulaužyti paveiktus komponentus -nepriklausomai nuo proceso sutrikimų ar priežiūros operacijų.
2.2 Plyšių korozijos valdymas chlorido tarnyboje
Plyšinė korozija atsiranda esant sandariems tarpams, būdingiems konstrukcijos konstrukcijai-flanšinėms jungtims, tarpiklių paviršiams, vamzdžių-į-vamzdžio lakštų plėtimams ir varžtinėms jungtims-arba po apnašų nuosėdomis, dengiančiomis titano paviršius. Nors ankstyvieji tyrimai parodė, kad titanas buvo atsparus plyšinei jūros vandens korozijai, vėlesni tyrimai patvirtino, kad aukštos temperatūros chlorido terpė (pvz., jūros vandens šilumokaičiai) ir drėgna chloro dujų aplinka iš tiesų gali sukelti plyšių ataką.
Titano jautrumas plyšinei korozijai yra tokia tvarka, kad Cl⁻ > Br⁻ > I⁻-chloridinė aplinka kelia didžiausią pavojų, priešingai nei titano taškinė korozija. Be to, tarp titano ir nemetalinių medžiagų (PTFE, asbesto) susidarę plyšiai yra jautresni nei titano-su{4}}titano sąsajos. Inkubacijos laikotarpiu deguonies išeikvojimas plyšyje katodines reakcijas perkelia į išorę, o anodinis tirpimas vyksta viduje; chlorido jonai migruoja į vidų, kad išlaikytų krūvio pusiausvyrą, o titano jonų hidrolizė sumažina pH-, galbūt nukrenta žemiau 1, todėl pasyvus plėvelės irimas pagreitėja.
Sušvelninimo protokolas:
- PTFE{0}}apmuštos arba nemetalinės kompozitinės tarpinės stabilizuoja vietinę elektrocheminę aplinką ir sumažina plyšių korozijos tikimybę
- Sumažinkite flanšo paviršiaus tarpus tiksliai apdirbdami (paviršiaus šiurkštumas Ra Mažesnis arba lygus 3,2 μm)
- Jei darbo temperatūra viršija 60 laipsnių chloro{1}}guolio eksploatacijoje, nurodykite TA10 (Ti-0,3Mo-0,8Ni), kad padidintumėte plyšių atsparumą korozijai
- Periodiškai išardant ir tikrinant sandarinimo paviršius suplanuotų apsisukimų metu{0}}pašalinamos baltos TiO₂ nuosėdos, rodančios aktyvų plyšio ataką
3. Paviršiaus inžinerija: kietumo didinimas ir nusidėvėjimo mažinimas
Santykinai mažas titano paviršiaus kietumas (maždaug 250–350 HV atkaitintoms komerciškai grynoms rūšims) riboja jo veikimą esant abrazyviniam nusidėvėjimui, dilimui ir slydimui. Paviršiaus modifikavimo technologijos pašalina šį apribojimą nepakenkiant pagrindo mechaninėms savybėms.
3.1 Plazminis azotavimas siekiant atsparumo dilimui
Plazminis azotavimas sudaro kietus TiN ir Ti₂N junginių sluoksnius ant titano paviršių, žymiai pagerindami atsparumą dilimui. TA7 titano lydinio plazma, 10 valandų nitriduota 800 laipsnių temperatūroje, nitriduoto sluoksnio storis siekia maždaug 5 μm, o paviršiaus kietumas yra 1183,6 HV0,05–2,6 karto didesnis nei nenitriduoto pagrindo kietumas. Dar svarbiau, kad susidėvėjimo greitis sumažėja daugiau nei 99,3%, palyginti su neapdorota medžiaga.
Žemos -temperatūros lankinis plazminis azotavimas 500 laipsnių kampu, esant 400 V poslinkio įtampai ir 1,5 Pa darbiniam slėgiui, sukuria tankius TiN ir Ti₂N sluoksnius. Optimalus atsparumas dilimui pasiekiamas, kai azoto -vandenilio santykis proceso dujų mišinyje yra 2:1. Ši technologija pagerina TC4 (Ti-6Al-4V) paviršiaus savybes nekeičiant matricos mikrostruktūros ar bendrų mechaninių charakteristikų, o tai praplečia saugias aviacijos ir jūrų inžinerijos naudojimo ribas.
3.2 Anodinė oksidacija korozijos barjero atstatymui
Anoduojant ant titano paviršių susidaro kontroliuojama TiO₂ plėvelė, kurios storis tiksliai priklauso nuo nuolatinės srovės įtampos -paprastai nuo 10 iki 100 voltų. Oksido sluoksnis išauga tiesiai iš netauriojo metalo dėl atominio-lygmens sujungimo, todėl pašalinama su dengtomis dangomis susijusi delaminacijos rizika. Plėvelės storis lemia būdingas interferencines spalvas:
| Įtampa (V) | Spalva | Apytikslis oksido storis |
| 15 | Bronza | 30 - 50 nm |
| 25 | Violetinė | 50 - 70 nm |
| 40 | Mėlyna | 70 - 90 nm |
| 70 | Auksas | 100 - 120 nm |
| 90 | Rožinė / rausvai raudona | 120 - 150 nm |
Anodavimas tarnauja tiek estetiniams, tiek funkciniams tikslams. Atliekant techninę priežiūrą, anodinė oksidacija regeneruoja pasyviąją plėvelę ant titano paviršių, ant kurių pasikeičia spalva arba atsiranda ankstyvos korozijos stadijos. Procesas atkuria visą atsparumą korozijai nekeičiant komponentų. TiO₂ plėvelės kietumas svyruoja nuo 300 iki 500 HV – mažesnis nei nitriduotų paviršių, tačiau pakanka bendrai cheminei priežiūrai, kai abrazyvinis susidėvėjimas yra minimalus.
Tęsiama...
