Потенциал титана в морской воде

Титан является термодинамически очень активным металлом. Его равновесный электрохимический потенциал равен —1,63 В. Характерной особенностью титана является высокая склонность к пассивации в окислительных и нейтральных средах. Вследствие этого-его стационарный потенциал в ряде сред (например, в морской воде) положительнее потенциалов конструкционных материалов, т. е. для титана не опасна контактная коррозия. Как указывалось в гл. 2, титан обладает высокой стойкостью в растворах, содерл<ащих ионы хлора, в окислительных кислотах, в нейтральных средах, в щелочах средних концентраций (до 20%). Титан неустойчив в смеси плавиковой кислоты с азотной, а также в неокисляющих кислотах при повышенной температуре, в расплавленных солях. [c.76]

Электрохимические свойства титановых сплавов определяются преимущественно свойствами их главного компонента — титана. Равновесный электрохимический потенциал титана по отнощению к водородному электроду равен —1,63 В, что свидетельствует о его высокой термодинамической активности. Стационарные потенциалы титана в больщинстве водных сред намного положи-тельнее в морской воде при 25° С этот потенциал равен +0,09 В [177], что указывает на меньшую электрохимическую активность титана в данных условиях по сравнению с железом и на высокую стойкость его пассивного состояния. [c.50]

Рис. 7. Изменение электродного потенциала титана ВТ-1 в зависимости от концентрации кислорода в морской воде

Титан является термодинамически очень активным металлом. Его равновесный электрохимический потенциал (по отношению к 1 N водородному электроду) равен —1,63 б, т. е. близок к равновесному потенциалу алюминия. Стационарный потенциал титана вследствие большой склонности к образованию защитных пассивных пленок гораздо положительнее и, например, в морской воде при 25° равен около +0,09 в, т е. гораздо более положителен, чем у цинка, кадмия, железа, алюминия и даже чем у меди и медных сплавов в этой среде Только благо- [c.567]

Как правило, в охлаждающей воде присутствует мелкий песок. Поэтому влияние этого фактора также исследовалось [505]. Поглощение водорода титаном в искусственной морской воде с добавкой песка увеличивалось, что можно объяснить разрушением оксидной пленки па поверхности образцов титана. Все факторы, способствующие разрушению оксидной пленки на поверхности титана (деаэрация, снижение pH, эрозионное воздействие), смещают критический потенциал поглощения водорода в сторону более положительных значений и увеличивают наводороживание титана [505]. [c.196]

Была установлена не только высокая общая стойкость титана к коррозии в спокойной и движущейся морской воде, но также коррозионной кавитации и усталости, а также к коррозии под напряжением, устойчивость в отношении коррозии в щелях и к питтингообразованию Вследствие положительного стационарного потенциала титан не склонен к коррозии в контакте, но сам несколько увеличивает коррозию других металлов (даже меди), находящихся с ним в контакте. По своему контактному действию он аналогичен нержавеющей стали в пассивном состоянии, т. е. представляет собой не очень активно действующий катод. [c.570]

Титан имеет довольно высокую (1668 °С) температуру плавления и плотность 4,5 г/см . Благодаря высокой удельной прочности и превосходным противокоррозионным свойствам его широко применяют в авиационной технике. В настоящее время его используют также для изготовления оборудования химических производств. В ряду напряжений титан является активным металлом расчетный стандартный потенциал для реакции + + 2ё Ti составляет —1,63 В . В активном состоянии он может окисляться с переходом в раствор в виде ионов [1]. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах, включая разбавленные кислоты и щелочи. В пассивном состоянии титан покрыт нестехиометрической оксидной пленкой усредненный состав пленки соответствует TiOj. Полупроводниковые свойства пассивирующей пленки обусловлены в основном наличием кислородных анионных вакансий и междоузельных ионов Ti , которые выполняют функцию доноров электронов и обеспечивают оксиду проводимость /г-типа. Потенциал титана в морской воде близок к потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал имеет довольно отрицательное значение Ер = —0,05В) [2, 3], что указывает на устойчивую пассивность металла. Нарушение пассивности происходит только под действием крепких кислот и щелочей и сопровождается значительной коррозией. [c.372]

Титан по значению стационарного потенциала близок к таким металлам, как серебро, нержавеющая сталь и монель-металл. Стационарный потенциал титана в морской воде равен 0,15 в по отнощеник> 142 [c.142]

Тонкое гальваническое покрытие титана платиной может служить своеобразным методом анодной защиты титана в морской воде [179]. Известно, что в морской воде при поляризации титана большими токами наступает пробой пассивной пленки хлор-ионами и происходит питтинговая коррозия. Из рис. 117 видно, что при поляризации потенциал платинированного титана до значительной плотности анодного тока не смещается в положительную сторону, следовательно, металл остается в устойчивом состоянии. Таким образом, в условиях ирименения титана в морской воде или других нейтральных хлоридных растворах при интенсивной анодной поляризации платинирование поверхности будет хорошей защитой. Подобное платинирование поверхности титана используют для изготовления нерастворяющихся устойчивых титановых анодов при катодной защите в морской воде или растворах хлоридов. [c.168]

Титан по уд. весу (4,5) занимает промежуточное место между сталью и легкими сплавами. Сплавы титана более прочные, чем стали. Активно взаимодействует с кислородом, водородом, азотом и приобретает хрупкость при температуре выше 600° С (например, после сварки). Стандартный потенциал титана V = —1,63 в, но из-за склонности к образованию защитных пленок на своей поверхности стационарный потенциал, например в морской воде, смещается до значения -1-0,09 в. Очень высока стойкость титана и его сплавов в нейтральных или слабокислых растворах хлоридов, а также в растворах окислителей, содержащих хлор-ионы. Достаточно стоек в НЫОз до 65%-ной концентрации при температурах до 100° С, в смеси 40% Н2504 + + 60% НЫОз при 35° С. В концентрированной НМОз при повышенных температурах скорость растворения титана выше, чем алюминия или нержавеющей стали. В разбавленных (до 20%) щелочных растворах не разрушается. Стоек против коррозионного растрескивания. Очень стоек в морской воде и морской атмосфере. Титан — жаропрочный металл. Ряд сплавов на основе титана имеет более высокие механические свойства, чем сам титан. [c.60]

Для большинства труб из медных сплавов оловянистая бронза вполне подходит для изготовления трубных досок, тем более, что она относительно дешева. Однако существует опасение, что для титановых труб этот материал может не подойти из-за возможной коррозии, возникающей вследствие разности потенциалов между трубами и оловянистой бронзой, поэтому лучше в этом случае использовать алюминиевую бронзу. В ФРГ трубные доски изготавливают из мягкой малоуглеродистой стали, и, хотя это может привести к электрохимической коррозии, она работает достаточно надежно при использовании защитного битумного покрытия. Водяные кожухи обычно изготавливают из чугуна. При работе в морской воде разность потенциалов, возникающая между трубной доской из медных сплавов и трубами, может привести к быстрой коррозии, в результате которой железо полностью исчезнет и останется графитовый остов, который не обладает прочностью. Поэтому при таких условиях необходимо защищать материал водяного кожуха. Это можно сделать двумя путями во-первых, использовать катодную защиту при установлении в водяной ящик ряда анодов из платинированного титана, который обеспечивает постоянный анодный потенциал по отношению к стенке водяного кожуха, и если покрытие отвечает этим требованиям, оно полностью обеспечит защиту во-вторых, водяной кожух покрыть изнутри слоем бутума. [c.235]

При обычных температурах титан и его сплавы не подвержены питтинговой коррозии в морской воде, так как потенциал питтин-говой коррозии титана находится значительно положительнее (-f 9,0 В) стационарного потенциала ( 0,0 В). [c.199]

Если металл в щели находится в активном состоянии и коррозия протекает в области кислородной деполяризации, то уменьшение концентрации окислителя приведет к понижению скорости коррозии. При определении кислорода в щели было установлено, что падение его концентрации зависит от конфигурации, времени и природы соприкасающихся металлов [54]. Средняя концентрация кислорода снилсается в начале опыта быстро, а затем медленнее и тем сильнее, чем уже щель (рис. 22). Сдвиг потенциала сплава при понижении концентрации кислорода в щели в отрицательную сторону приводит к увеличению скорости растворения только в случае активации пассивного состояния. Например, как показало снятие кривых для титана (рис. 23), в растворах Na l при pH=0,95, даже при отрицательных потенциалах, титан находится в пассивном состоянии. Петля активного растворения, свидетельствующая о возможности активации металла, обнаруживается только при значении pH=0,5 и ниже [56]. Аналогичные данные были получены для нержавеющих сталей в морской воде [54]. Было показано, что при уменьшении концентрации кислорода в зазоре (до 0,07 мг/л) происходит сильное смещение потенциала стали 12X13 в отрицательную сторону (до —0,45 В), а скорость коррозии стали изменяется мало 0,044 и 0,088 мг/(см2-сут) соответственно. При уменьшении pH раствора до 2,3 и ниже (подкисление добавкой H I) наблюдается сильное увеличение скорости коррозии— до 35 мг/(см2-сут) при pH =1,6. [c.84]

Титан и его сплавы [2 41, с. 68 57, с. 2613, с. 2231]. Несмотря на высокую коррозионную стойкость титана и его сплавов в нейтральных растворах, отмечены случаи интенсивной коррозии титана в щелях при работе в горячих концентрированных растворах хлоридов магния и аммония, в растворах хлорида натрия и в морской воде, во влажном хлоре. Было показано, что титан и его сплавы (ВТ1, ВТ4, 0Т4) подвергались щелевой коррозии в море в случае обрастания (местное разрушение под обрастателями иногда достигало 0,1 мм за два года испытания). Щелевая коррозия титана возможна также в слабокислых растворах, так как известно, что потенциал титана в отсутствие кислорода в таких растворах разблагораживается и это может привести к активации титана. [c.87]

На рис. 5.11 приведены результаты исследования наводороживания титана при катодной поляризации. Титан не подвергается наводороживанию в 6%-ном растворе Na l с pH 6 при -flOO° при потенциалах менее отрицательных, чем —0,65 В относительно насыщенного каломельного электрода [504]. По данным других исследователей критический потенциал наводороживания титана в растворах Na l или в морской воде имеет близкие значения, например в [505] от —0,6 до —0,7 В. [c.196]

Как уже было отмечено, при протекании анодного постоянного тока через титан, погруженный в электролит, постепенное повышение потенциала вызывает формирование защитной поверхностной пленки, присутствие которой в дальнейшем препятствует прохождению значительного тока в электролит. Максимальное значение потенциала, при котором еще не происходит пробой поверхностной плеики, определяется природой электролита. Например, в сильных растворах серной кислоты система металл-окисел выдерживает напряжение от 80 до 100 В, прежде чем происходит искровой пробой диэлектрика, а в растворах хлорида натрия или в морской воде пленка разрушается, когда падение напряжения на слое окисла составляет примерно от 12 до 14 В. При напряжениях выше критического на слабых участках поверхностной пленки начинается анодное растворение металла и в электролит протекает значительный ток. Исходный механизм этого процесса связан, по-видимому, с образованием растворимых ионов титана. [c.195]

В табл. 31 приведен гальванпческии ряд металлов, распп.и -женных по возрастающе величине стационарного электродного потенциала в морской воде, текущей со скоростью 649 м/мин. Как видно из таблицы, разность электродных потенциалов между титаном и углеродистой сталью, алюминием, сплавами на медной основе довольно велика, поэтому контактная коррозия между ними может быть значительной. Разность потенциалов между титаном и другими устойчивыми в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии. между этими металлами. Эти выводы подтверждаются данными диаграммы (фиг. 29), где приведены результаты испытаний титана в контакте с другими металлами, применяемыми в морских конденсаторах. В морской воде [c.61]

Аноды из сплава свинца были применены для защиты корабля (см. стр. 277). Титановые аноды считаются особенно подходящими дл-я морских условий. В морской воде чистые титановые аноды быстро разрушаются, но если к титану приварить небольшие куски платиновой проволоки или же осадить на поверхность титана пористую тонкую пленку платины (толщиной порядка 0,125[г), то такой анод, как это было найдено Коттоном, обладает высокой устойчивостью к растворению платина здесь служит для поддержания потенциала комбинированного анода на уровне, обеспечивающем сохранение анода в пассивном состоянии. Такое открытие является аналогичным тому, которое Томашов использовал для защиты нержавеющей стали с помощью тонкого слоя платины от коррозии в кислоте, практически возможной без платины этот принцип по сути был использован в потенциостатических исследованиях Эделеану (стр. 310). [c.265]

Результаты этпх экспериментов по изучению склонности титановых сплавов к питтингу и влияния температуры на потенциал питтингооб-разоваиия хорошо согласуются с немногочисленными данными о коррозионном поведении титана в горячей морской воде в реальных условиях. Самая большая опреснительная установка, использующая титановые теплообменники, работает на острове Сан-Круа с 1974 г. Проведенные осмотры показали отсутствие питтинга на всех титановых деталях, работающих в контакте с морской водой при температурах 90—120 С (см. выше). [c.127]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...