Титан, коррозионное растрескивание

Оборудование нефтяной и газовой промышленности эксплуатируется в чрезвычайно тяжелых условиях. Долговечность и надежность работы оборудования во многом зависят от технико-экономической характеристики применяемых конструкционных материалов. К ним предъявляются очень высокие требования они должны обладать определенным комплексом прочностных и пластических свойств, сохраняющихся в широком интервале температур хорошими технологическими свойствами, не должны быть дефицитными и дорогими. Во многих случаях предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости материала, особенно к специфическим видам разрушения — водородному охрупчиванию, коррозионному растрескиванию, межкристаллитной коррозии и др. Важное значение при выборе конструкционных материалов имеют металлоемкость и масса оборудования. Многие нефтяные и газовые месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах, во многих районах намечается тенденция увеличения глубины скважин. В связи с этим весьма перспективно использование конструкционных материалов с высокими удельной прочностью, плотностью, коррозионной стойкостью и отвечающих также другим требованиям. К таким материалам относятся прежде всего алюминиевые сплавы, получающие все более широкое применение в нефтяной и газовой промышленности, неметаллические материалы, титан и его сплавы. Эти материалы могут быть использованы также в виде покрытий, что позволяет значительно расширить диапазон свойств конструкционных материалов и увеличить долговечность оборудования. Конструкционный материал должен обладать высокими показателями прочности — времен- [c.23]

Опасным видом коррозии для титановых сплавов является коррозионное растрескивание. Титан не склонен к коррозионному растрескиванию в большинстве известных сред, за исключением красной дымящей кислоты и диоксида азота. [c.76]

Горячие соли. Общепринято, что, хотя чистый титан и устойчив против высокотемпературного солевого коррозионного растрескивания, большинство сплавов проявляют некоторую степень чувствительности к КР- Влияние состава и термической обработки особенно полно не аргументировано, однако могут быть сделаны следующие качественные наблюдения. В работе [166] использованы гладкие плоские образцы для определения чувствительности к КР серии бинарных сплавов в среде воздух—хлор при 427 "С. Было показано, что наиболее вредными элементами, которые способствуют растрескиванию при наименьших концентрациях, были А1, Sn, Си, V, Сг, Мп, Ре и Ni. Элементами, требующимися в больших концентрациях для активизации растрескивания, были Zr, Та и Мо. В большинстве опубликованных классификаций указывается, что а-сплавы имеют тенденцию к большей [c.373]

В предшествующем разделе параметры, влияющие на КР титана, были разделены на три большие категории те же категории будут использованы в качестве основы для последующей дискуссии. Коррозионное растрескивание в водном и метанольном растворах было детально проанализировано. Относительно опасных компонентов этих сред были выдвинуты два постулата. Во-первых, взаимодействие водорода с титаном, которое принимает форму либо внедрения в решетку с образованием водородного охрупчивания, либо адсорбции в вершине трещины. Во-вторых, взаимодействие галоидов с титаном в форме адсорбции илн растворения металла. [c.389]

Из всех известных в настоящее время материалов титан и его сплавы относятся к числу наиболее стойких к морским средам при обычных температурах. Тонкая окисная пленка, образующаяся на поверхности титановых сплавов, обеспечивает полную защиту металла от коррозии. Разрушение этой пассивной пленки происходит только в специальных условиях. Несмотря на очень высокую общую стойкость титана, все же существует несколько коррозионных проблем, связанных с его использованием в морских условиях [68] питтинговая коррозия, наблюдающаяся в щелевых условиях при недостатке кислорода и температуре морской воды выше 120 °С коррозионное растрескивание высокопрочных титановых сплавов при наличии поверхностных дефектов на металле, к которому приложено растягивающее напряжение коррозионное растрескивание в солях при нагреве выше 260 °С. Эффективными мерами борьбы с этими видами преждевременного разрушения титановых сплавов являются легирование и термообработка. [c.116]

Титан обладает прекрасной коррозионной стойкостью в условиях погружения как на малых, так и на больщих глубинах. Это один из немногих металлов, характеризующихся одинаковой, практически абсолютной стойкостью на всех глубинах. Склонность некоторых титановых сплавов к коррозионному растрескиванию под напряжением и гальванические эффекты при соединении титана с более анодными или катодными металлами обсуждаются ниже особо. [c.119]

Наряду с регулированием состава сплавов и подбором режимов термообработки изучаются и другие методы борьбы с коррозионным растрескиванием. Например, при определенных условиях растворение металла в вершине трещины приостанавливается при протекании катодного тока. Если цепь тока разорвать, то растворение металла в трещине возобновляется. Рост быстро развивающихся трещин таким способом остановить не удается. Для получения катодного тока можно нанести на поверхность титана защитное покрытие из расходуемого металла, например цинка. Однако металлические (и органические) покрытия на титан наносить труднее, чем, например, на алюминий. Большинство попыток использования покрытий для предотвращения коррозионного растрескивания титана в морской воде было неудачным. [c.126]

Основными преимуществами титана перед нержавеющими сталями являются устойчивость против точечной коррозии и коррозионного растрескивания металла, находящегося под напряжением, а также высокая коррозионная стойкость в растворах хлоридов и других жидкостях. Это определяет его применение в химическом машиностроении для изготовления насосов,, труб, пружин, автоклавов и т.п. Так, замена нержавеющей стали титаном при изготовлении клапанов, работающих в жидких агрессивных средах при высоком давлении, дала возможность увеличить срок их службы более чем в 20 раз. [c.19]

К элементам, резко понижающим стойкость сплавов против коррозионного растрескивания, относятся алюминий, олово, медь, ванадий, хром, марганец, железо и никель к элементам, слабо влияющим на понижение коррозионной стойкости, — цирконий, тантал и молибден. Сплавы со структурой а-титана более чувствительны к коррозионному растрескиванию, чем сплавы с -титаном. Термическая обработка приводит к некоторому повышению чувствительности а-сплавов к корро- [c.78]

Титан стоек на воздухе и в морской воде, а также хорошо сопротивляется гидравлической кавитации и действию НЫОз любой концентрации, но в дымящей кислоте он подвержен коррозионному растрескиванию, поэтому его защищают красками на основе цинковой и алюминиевой пудр. [c.19]

Концентраторы напряжений могут слз жить источником коррозионного растрескивания титана в том слз ае, если электролит (растворы солей, морская вода) попадает в концентратор напряжений после нагружения. При попадании электролита в концентратор до нагружения детали титан проявляет высокую стойкость к коррозионному растрескиванию. Поскольку в дымососы электролит попадает в основном после нагружения, при конструировании рабочего колеса из титана необходимо исключить концентраторы напряжения. Контактная или гальваническая коррозия часто наблюдается в конструкциях из разнородных материалов. [c.118]

В условиях напряженного состояния титан, как правило, не подвержен коррозионному растрескиванию. [c.125]

По данным [159] под нагрузкой титан склонен к коррозионному растрескиванию. [c.751]

Низкоуглеродистые высоколегированные стали характеризуются пониженным, по сравнению со стабилизированными титаном или ниобием сталями, содержанием сульфидов, карбидов, нитридов они обладают повышенной стойкостью к ножевой коррозии и коррозионному растрескиванию [14]. [c.52]

Чтобы избежать межкристаллитного коррозионного растрескивания трубопроводов, теплообменников, печных труб установок гидроочистки, их систематически продувают азотом после регенерации, промывают щелочным раствором, переходят на стали с легированием стабилизирующими добавками (титан, ниобий, молибден), применяют стабилизирующий отжиг. Эти мероприятия не снижают стойкость оборудования к высокотемпературной сероводородной коррозии. Торкрет-бетонные покрытия, наносимые для понижения рабочих температур стенок наиболее ответственных аппаратов, изолируют металл от доступа агрессивного сероводорода [19, 57]. [c.169]

Титан и цирконий в метанольных растворах хлористого водорода легко подвергаются коррозионному растрескиванию. Добавление в раствор воды препятствует растрескиванию. Это объясняется непосредственным взаимодействием воды с поверхностью металлов с образованием защитной окисной пленки. Установлено [20], что коррозионное растрескивание титана в 0,4%-ном метанольном растворе хлористого водорода полностью прекращается при введении в этот раствор 1,5%, воды для циркония достаточно 0,3%. [c.245]

По сравнению-с нержавеющей сталью титан более устойчив к межкристаллитной и точечной коррозии, к коррозионному растрескиванию под напряжением, а также к усталостной коррозии и кавитационной эрозии . [c.37]

Сплавы титана, гораздо реже технически чистый титан, могут подвергаться коррозионному растрескиванию в следующих случаях [c.168]

В растворах хлоридов, бромидов и иодидов в метаноле технически чистый титан подвергается коррозионному растрескиванию, если в спирте содержится недостаточное количество воды. При этом не имеет значения, находятся ли галогены в виде кислоты [439], соли [440] или в элементарной форме [441]. На рис. 4.37 представлены зависимости долговечности титана от содержания воды и соляной кислоты в метаноле. Видно,что в случае достаточно низкого содержания воды уже при 10 и. НС1 происходит растрескивание титана. Повышение содержания воды увеличивает время до растрескивания, а увеличение содержания соляной кислоты уменьшает его. Коррозионное разрушение возникает легче всего в спиртах с наименьшей молекулярной массой. Если метанол заменяют другим спиртом, то долговечность образцов линейно возрастает с ростом вязкости спирта (рис. 4.38). Если допустить, что долговечность примерно характеризует обратную величину скорости распространения трещины, то тогда можно предположить, что скорость распространения трещины определяется диффузией компонентов реакции в спирте. По этим представлениям спирт является инертным растворителем. Следует отметить, что до сих пор не установлено, в какой степени долговечность определяется инкубационным периодом, а в какой — непосредственно стадией распространения трещины. До сих пор также не обнаружены химические соединения титана со спиртами, которые образовывались бы в процессе растрескивания. Установлено только, что титан, осажденный в вакууме на стекло, реагирует с парами метанола. Эта реакция сильно катализируется НС1 [443]. Известно, что время до растрескивания титана уменьшается с повышением температуры. [c.169]

Как для чистого титана, так и для всех его сплавов типично коррозионное растрескивание образцов, не имеющих концентраторов напряжений, в растворах галогенидов в метаноле. Если сплавы имеют значительно меньшую долговечность, чем чистый титан, то в одинаковых условиях это не влияет на качественное изменение зависимости долговечности от концентрации галоге-нида и воды [439]. [c.170]

Сплавы титана, как правило с предварительно нанесенной усталостной трещиной, могут подвергаться коррозионному растрескиванию в четыреххлористом углероде, хлориде метилена, иодиде метилена, трихлорэтилене, трихлорфторметане, трихлор-фторэтане и в октафторциклобутане. Технически чистый титан не склонен к коррозионному растрескиванию в этих органических средах. [c.171]

В некоторых случаях титан склонен к межкристаллитной коррозии. Так, наблюдалось межкристаллитное разрушение сварных соединений титана в сернокислом растворе (12—187о серной кислоты), насыщенном сернистым газом с примесями мышьяка, двуокиси селена и окиси железа, — металл шва и зона термического влияния сварного соединения подвергались межкристаллитной коррозии. Межкристаллитное растрескивание титана наблюдалось в красной дымящей азотной кислоте, растворах брома в метиловом спирте и в их парах. Имеются сведения о коррозионном растрескивании титана в расплавленном кадмии, в хлорированных углеводородах, а также в воздушной среде при 260° С, когда на поверхности титана имелись сухие кристаллы хлористого натрия. [c.278]

Титан обладает отличной стойкостью к струевой и кавитационной коррозии в морской воде. Высокую стойкость к эрозионной коррозии показали сплавы Т1 - 6А1 У и 11-7А1-2НЬ-1Та. Титан обладает высокой стойкостью к питтинговой, щелевой и межкристаллитной коррозии. Он не корродирует под слоем отложений и лакокрасочных покрытий. В последние годы проводятся обширные исследования коррозионного растрескивания титановых сплавов в морской воде, причем особое внимание уделяется сплавам Т1-6А1 У Т1-6А1-6У-28п Т1-ЗСи Т1 -7А1--2№-1 Та и Б-8Мо-8У-2Ре-3 А1. [c.26]

Положительное воздействие на стойкость малоуглеродистых сталей к коррозионному растрескиванию в растворах нитратов оказывает легирование карбидообразующими элементами -маргандйм, хромом, вольфрамом, молибденом и титаном. В таких средах весьма стойко к коррозионному растрескиванию железо, легированное алюминием в количестве 0,5 %, закаленное, а затем отпущенное. Легируя углеродистые стали ураном, можно существенно повысить их стойкость к растрескиванию в растворах нитратов. Наконец, показано, что после холодной прокатки чистое, а также и легированное карбидообразующими элементами железо достаточно устойчиво против нитратного растрескивания [100]. [c.121]

Легиртвание алюминием, титаном, хромом, ванадием, а также микролегирование радкоземельными элементами увеличивает стойкость углеродистых сталей против растрескивания в щелочных средах. Аналогичный эффект наблюдается и при введении в стали незначительных количеств меди и молибдена [19]. Эффективным методом повышения стойкости углеродистых и низколегированных сталей в данных средах является также их рафинирование синтетическим известково-глиноземным шлаком. Легирование мартенситных сталей титаном способствует повышению стойкости к коррозионному растрескиванию свар ных соединений [11]. [c.121]

Титан и его сплавы. Коррозионная стойкость Т1 и его сплавов определяется способностью пассивироваться в окислит. и нейтральных средах с образованнем оксидной пленки. Они обладают высокой стойкостью к действию окислит, к-т и щелочей (до 20%-ной концентрации). Отличит, особенность-высокая стойкость в р-рах хлоридов до 110-120°С. Титан не склонен к коррозионному растрескиванию в большинстве известных сред, кроме дымящей HNOз и N204,-сплавы Т1-А1, содержащие более 5% А1, подвергаются этому виду коррозии в р-рах хлоридов лишь при наличии надрезов, трещин и т. п. Двухфазные (а + ) и -сплавы Т1 также менее чувствительны к коррозионному растрескиванию (см. Титана сплавы). Стойкость сплавов в к-тах повышается легированием Рс1 и N1, стойкость к растрескиванию-легированием Мо и V. [c.479]

Нержавеющие стали подвержены точечной коррозии. Цирконий, титан и сплавы на их основе являются- наиболее корроэи-ониостойкимн материалами в этой среде, однако стойкость титана снижается при аэрирований раствора (прн концентрации р-ра 25% и температуре 100 С). Б аэрируемых растворах не рекомендуется также применять моиель-металл. В водных растворах соль подвергается гидролизу с об разованием соляной кислоты, поэтому углеродистые стали, латуин. алюминий подвергаются интенсивней общей и местной коррозии. В горячих концентрированных раст.ворах хромоникелевые стали под напряжением подвержен коррозионному растрескиванию. Никельхромовые сплавы при повышенных температурах ие. проявляют склонности к коррозионному растрескиванию. Возможна местная коррозия сталей и никелевых спла.вов. [c.809]

В коррозионно-стойкие стали вводят титан в количестве Т/ > 5С, как правило, не выще 1,0 -... 1,5%, который является сильным карбидообразующим элементом. Титан образует с углеродом карбиды Гг С и Ti , уменьшает возможность образования карбидов хрома Сг зСб, f/ j, СГ3С2 (что происходит при выплавке и термообработке стали), тем самым повышая возможность образования пассивной пленки оксида хрома. На таком принципе основано создание ряда коррозионно-стойких сталей, например, аустенитных хромоникелевых коррозионно-стойких сталей типа 18-10, наиболее распространенной из. которых в нефтехимической и химической промыщленности является 12Х18Н101. Следует отметить, что стали данного класса становятся склонными к межкристаллитной коррозии (МКК) и коррозионному растрескиванию (КР) после их нагрева до 475"С (так называемая 475-фадусная хрупкость) и 600...650"С, что происходит в зоне термического влияния при их сварке. Для борьбы с МКК тате стали и сварные швы рекомендуется подвергать гомогенизирующей термообработке с нагревом до температуры 1000... 1100°С и последующим быстрым охлаждением в воде или масле. [c.154]

Известно [1, 2], что при производстве хлоранилинов по другому методу (давление до 250 ати и температура 60- 120 С), в условиях реакционного узла титан характеризуется пониженной стойкостью, а стали аустенитного класса подвергаются локальному разрушению — питтинговой, язвенной коррозии и коррозионному растрескиванию (КР). [c.32]

Изучение поведения титана ВТ-1 и более твердого сплава на основе титана ОТ-4 в условиях совместного воздействия НС1 и H2S в растворе показало (табл. 4.5 и 4.6), что с возрастанием температуры и концентрации соляной кислоты коррозионная стойкость этих материалов падает, причем с увеличением температуры переход от стойкости к нестойкости происходит скачкообразно. Сплав ОТ-4 характеризуется несколько меньшей стойкостью, чем титан ВТ-1. Введение сероводорода в соляную кислоту практически не сказывается на их коррозионной стойкости. Как видно из этих данных, во всем температурном интервале и при концентрации НС1 0,1 н. (что отвечает условиям конденсации и охлаждения наиболее агрессивного нефтепродукта при первичной переработке нефти) ВТ-1 и ОТ-4 относятся к стойким и весьма стойким материалам по шкале ГОСТ 5272 — 68. Четырехмесячные промышленные испытания образцов в погружном конденсаторе фляшинг-ко-лонны подтвердили эти выводы. Титан оказался практически вполне стойким потери веса у образцов ВТ-1 —0,00014 г/(м -ч), ОТ-4 — 0,00021 г/(м -ч). В то же время образцы из алюминиевого сплава и углеродистой стали разрушились полностью, а латунные показали потери веса 0,163 г/(м -ч) [17]. Установлена также высокая стойкость титана к точечной коррозии и к коррозионному растрескиванию в солянокислых растворах, насыщенных сероводородом . Все это позволяет рекомендовать титан как конструкционный материал для конденсационно-холодильного оборудования установок первичной переработки нефти, в том числе АВТ. [c.73]

В кислых средах, содержащих хлориды и сероводород (рН = 2), при температурах от комнатной и выше стойкостью к коррозионному растрескиванию обладают лишь стали и сплавы с высоким содержанием никеля (30% и выше)—такие, как инколой, нимоник (ЭИ435), монель-металл, а также титан. [c.100]

Титан вообще не чувствителен к коррозии под напряжением. Однако в красной дымящей азотной и в соляной кислотах при растягивающих напряжениях наблюдается растрескивание. На титан не действуют среды, которые вызывают коррозионное растрескивание сталей, медных и алюминиевых сплавов. На дугообразных образцах из нелегировапного титана в дымящей азотной кислоте [c.434]

Титан обладает исключительно высокой коррозионной стойкостью в растворах хлоридов и значительно превосходит большинство распространенных конструкционных металлов и сплавов по стойкости как к общей, так и питтинговой коррозии и к коррозионному растрескиванию [I]. Эта отличительная особенность титана способствовала его широкому использованию в качестве 1юнструкот0н-ного металла в химической и нефтехимической щюмышлеяности [2], в опреснительных установках [3], в энергетике для изготовления конденсаторов [4] и т. д. [c.33]

В водных средах титан несравненно более устойчив к коррозионному растрескиванию (КР), чем некоторые другие пассивирующиеся металлы, например нержавеющие стали. Титановые образцы, изогнутые У-образно, и без концентраторов напряжений не подвергаются коррозионному растрескиванию в водных средах. При наличии эффективного концентратора напряжений кажущаяся невосприимчивость титана к коррозионному растрескиванию в этих средах исчезает [434 436]. [c.171]

Алюминий стимулирует образование гидрида и меняет характер расположения дислокаций в сплаве. Если титан имеет ячеистое распределение дислокаций, то его сплавы с алюминием— копланарное. Это приводит к расширению ступенек выхода полос скольжения и, следовательно, затрудняет их репассивацию. Кроме того, алюминий задерживает репассивацию из-за увеличения критического тока пассивации титана и вызывает его охрупчивание в результате образования упорядоченной фазы Т1зА1 после определенных термических воздействий. Вследствие этих причин алюминий как легирующий элемент увеличивает склонность титана к коррозионному растрескиванию (рис. 4.42) [434]. Содержание в титане более 5% алюминия и более 0,3% кислорода способствует усилению чувствительности к растрескиванию. Добавка элементов, стабилизирующих р-фазу, например молибдена, оказывает положительное влияние на сплавы Ti—А1, но не приводит к улучшению свойств титановых сплавов, содержащих кислород [434]. [c.174]

Высокую коррозионную стойкость как при циклическом действии нагревов и влажной атмосферы, так и при погружении в 3%-ный раствор Na l и в естественных морских тропических условиях имеет разработанный сплав ванадия с 8% хрома и его сварные соединения со сталью и титаном. Сплаву присвоена марка ВХ8. Сплав и его сварные соединения в однородном и разнородном сочетаниях не склонны к коррозионному растрескиванию. [c.184]