Како продужити радни век титанијумске плоче у тешким радним окружењима?--(ИИ)

2.1 Контаминација гвожђем и спречавање кртости водоником

Контаминација гвожђем представља један од најподмуклијих-и спречивих-узрока деградације титанијума. Када се честице гвожђа уграде у површине титанијума током производње, руковања или одржавања, формира се галвански пар. Под одређеним пХ условима и сценаријима галванске корозије изнад 75 степени (165 степени Ф), овај пар доводи атомски водоник у титанијумску матрицу, формирајући крхке хидридне фазе које озбиљно смањују дуктилност.
Истраживања потврђују да апсорпција водоника почиње када контаминација гвожђем/никлом остане на површинама од титанијума. Ако садржај водоника прелази 500 ппм, компоненте се ломе под оптерећењем. Потпуна превенција захтева уклањање контаминације гвожђем путем кисељења азотном киселином пре кондиционирања каменца.

Критичне мере контроле:

• Наменски алати од нерђајућег челика или легуре бакра-за све руковање титанијумом-контакт од угљеничног челика је строго забрањен
• Одвојене области за производњу спречавају унакрсну{0}}контаминацију од прашине од млевења угљеничног челика
• Пасивација азотне киселине (20–40% ХНО₃) за деконтаминацију површине пре заваривања или топлотне обраде
• Накнадно{0}}чишћење заварених шавова помоћу заштитних штитника инертног гаса како би се спречила контаминација-индукована оксидацијом

Чистоћа производње и поправке остаје од виталног значаја за избегавање хидрирања титанијума. Реакција хидратације може да се настави све док не дође до потпуног губитка дуктилности, а било који пролазни напон може да сломи захваћене компоненте-било због поремећаја у процесу или током операција одржавања.

Корозија удубљења се јавља у уским празнинама које су својствене конструкцијском дизајну-прирубничким спојевима, површинама заптивки, проширењима цеви{1}}на-проширења цеви и вијчаним спојевима- или испод наслага каменца који покривају површине титанијума. Док су рана истраживања сугерисала да је титанијум отпоран на корозију у пукотинама у морској води, каснија истраживања су потврдила да хлоридни медијуми са високом{5}}температуром (као што су измењивачи топлоте морске воде) и окружења са влажним гасом хлора заиста могу изазвати напад пукотина.
Осетљивост на корозију у титанијуму прати редослед Цл⁻ > Бр⁻ > И⁻-хлоридна окружења представљају највећи ризик, за разлику од корозивног понашања титанијума. Штавише, пукотине формиране између титанијума и не-материјала (ПТФЕ, азбест) показују већу осетљивост од интерфејса титан -на-титанијум. Током периода инкубације, недостатак кисеоника унутар пукотине помера катодне реакције споља, док се анодно растварање одвија унутра; хлоридни јони мигрирају унутра да би одржали равнотежу наелектрисања, а хидролиза јона титанијума снижава пХ-потенцијално пада испод 1-убрзавајући распад пасивног филма.

Протокол ублажавања:

• ПТФЕ{0}}обложене или не-композитне заптивке стабилизују локално електрохемијско окружење и смањују вероватноћу корозије у пукотинама
• Минимизирајте празнине на прирубници кроз прецизну машинску обраду (храпавост површине Ра мања или једнака 3,2 μм)
• За радне температуре веће од 60 степени у раду са хлоридним{1}}лежајима, наведите ТА10 (Ти-0,3Мо-0,8Ни) да бисте побољшали отпорност на корозију у пукотинама
• Периодично растављање и инспекција заптивних површина током планираних ремонта-уклањају беле наслаге ТиО₂ које указују на активни напад пукотина

Релативно ниска површинска тврдоћа титанијума (приближно 250–350 ХВ за жарене комерцијално чисте типове) ограничава његове перформансе под абразивним хабањем, нагризањем и клизним контактом. Технологије модификације површине решавају ово ограничење без угрожавања механичких својстава подлоге.

3.1 Нитрирање плазмом за отпорност на хабање

Нитрирање плазмом формира тврде слојеве једињења ТиН и Ти₂Н на површинама титанијума, драматично побољшавајући отпорност на хабање. За плазму од легуре титанијума ТА7 нитрирану на 800 степени током 10 сати, дебљина нитридованог слоја достиже приближно 5 μм, са површинском тврдоћом која достиже 1183,6 ХВ0,05-2,6 пута већом од тврдоће ненитриране подлоге. Још значајније, стопа хабања се смањује за преко 99,3% у поређењу са необрађеним материјалом.

Нитирање{0}}лучним плазма нитрирањем на 500 степени са напоном од 400 В и радним притиском од 1,5 Па производи густе ТиН и Ти₂Н слојеве. Оптимална отпорност на хабање се јавља при односу азота-водоника од 2:1 у смеши процесног гаса. Ова технологија побољшава својства површине ТЦ4 (Ти-6Ал-4В) без модификације микроструктуре матрице или укупних механичких карактеристика – проширујући безбедне радне границе за апликације у ваздухопловству и поморству.

3.2 Анодна оксидација за обнављање баријере од корозије

Анодизација производи контролисан ТиО₂ филм на површинама од титанијума, чија дебљина је прецизно регулисана примењеним једносмерним напоном-обично 10 до 100 волти. Слој оксида расте директно из основног метала путем везивања на атомском-нивоу, елиминишући ризик од раслојавања повезан са примењеним премазима. Дебљина филма одређује карактеристичне интерферентне боје:

Анодизација служи и естетским и функционалним сврхама. За апликације одржавања, анодна оксидација регенерише пасивни филм на површинама од титанијума који показује промену боје или рану{1}}корозију. Процес враћа пуну отпорност на корозију без потребе замене компоненти. Тврдоћа ТиО₂ филма се креће од ХВ 300–500 – нижа од нитрираних површина, али довољна за општу хемијску употребу где је абразивно хабање минимално.

Наставља се...

Контактирајте сада