Überblick über die Korrosionsbeständigkeit gängiger Sondermetallwerkstoffe

Spezielle Metallwerkstoffe mit guter Korrosionsbeständigkeit und guter mechanischer Verarbeitbarkeit können die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Produktionsanlagen in hohem Maße erfüllen und die Korrosionsbeständigkeit der Anlagen verbessern. Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die Korrosionsbeständigkeit gängiger Spezialmetallwerkstoffe.

Titan-Werkstoff

Titan ist ein Metall mit einer starken Passivierungstendenz. An der Luft und in oxidierenden oder neutralen wässrigen Lösungen kann sich schnell und automatisch eine stabile schützende Oxidschicht bilden, selbst wenn die Schicht aus bestimmten Gründen beschädigt wird. Daher hat Titan eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in oxidierenden und neutralen Medien. Aufgrund seiner enormen passivierenden Eigenschaften beschleunigt Titan selbst die Korrosion nicht, wenn es in vielen Fällen mit heterogenen Metallen in Kontakt kommt, kann aber die Korrosion heterogener Metalle beschleunigen. Wenn beispielsweise Pb-, Sn-, Cu- oder Monel-Legierungen mit Titan in Kontakt kommen, um in einer niedrigen Konzentration einer nicht oxidierenden Säure ein elektrisches Paar zu bilden, wird die Korrosion dieser Materialien beschleunigt, während Titan nicht betroffen ist.

Der Eisengehalt in Titan wirkt sich auf die Korrosionsbeständigkeit einiger Medien aus. Neben den Rohstoffen ist der Anstieg des Eisengehalts häufig auf Verunreinigungen durch Eiseninfiltration beim Schweißen zurückzuführen, die den Eisengehalt in der Schweißnaht erhöhen. Infolgedessen wird die Korrosion ungleichmäßig. Es ist fast unvermeidlich, dass sich die Eisenkontamination auf der Titankontaktfläche im Bereich der Eisenkontamination beschleunigt, insbesondere in Gegenwart von Wasserstoff. Wenn die Titanoxidschicht auf der gebeizten Oberfläche eine mechanische Beschädigung verursacht, dringt Wasserstoff in das Metall ein. Je nach Temperatur, Druck und anderen Bedingungen diffundiert der Wasserstoff entsprechend, so dass Titan in unterschiedlichem Maße wasserstoffversprödet. Daher sollte Titan bei der Verwendung in Systemen mit mittleren Temperaturen und Drücken sowie in wasserstoffführenden Systemen eine Verunreinigung der Oberfläche durch Eisen vermeiden.

Nickel und Nickel-Basis-Legierungen

Nickel neigt in hohem Maße dazu, stumpf zu werden. Bei normalen Temperaturen ist die Oberfläche von Nickel mit einem Oxidfilm überzogen, der es gegen Korrosion in Wasser und vielen Salzlösungen resistent macht.

Nickel ist bei Raumtemperatur in nicht oxidierenden verdünnten Säuren, wie < 15% Salzsäure, <17% Schwefelsäure und vielen organischen Säuren, recht stabil. Die Korrosionsgeschwindigkeit von Nickel nimmt jedoch mit der Zunahme der Oxidationsmittel (FeCl2, CuCl2, HgCl2, AgNO3 und Hypochlorit) und der Belüftung deutlich zu.

Nickel ist in allen Alkalilösungen völlig stabil, sowohl bei hohen Temperaturen als auch in geschmolzenem Zustand, was die herausragende Eigenschaft von Nickel ist.

Die Monel-Legierung ist korrosionsbeständiger als Nickel im reduzierenden Medium und Kupfer im oxidierenden Medium, und sie ist sehr korrosionsbeständig, sobald Sauerstoff in einer beliebigen Flusssäurekonzentration eintritt. Ihre Flusssäurebeständigkeit nimmt jedoch ab, wenn die Lösung belüftet wird und ein Oxidationsmittel enthält, oder wenn schädliche Verunreinigungen wie Eisen- oder Kupfersalze in der Lösung vorhanden sind. Neben Platin und Silber ist die Monel-Legierung eines der besten Materialien, um der Korrosion durch Flusssäure zu widerstehen.

Kupfernickel

Die Korrosionsbeständigkeit von Kupfernickel ist ähnlich wie die von reinem Kupfer, und in anorganischen Säuren, insbesondere in Salpetersäure, kommt es zu ernsthafter Korrosion. Bei Flusssäure mit einer Konzentration von weniger als 70 % ist es jedoch in Abwesenheit von Sauerstoff und unterhalb des Siedepunkts korrosionsbeständig. Außerdem ist Kupfernickel weniger korrosiv gegenüber anorganischen Säuren, alkalischen Lösungen und organischen Verbindungen.

In Natronlauge oder in elektrolytischer Natronlauge mit Diaphragma kann B30 (70-30 Kupfer-Nickel-Legierung) anstelle von reinem Nickel für die Herstellung von Filmverdampferanlagen verwendet werden, insbesondere für die folgenden Teile, was nicht nur die Lebensdauer verbessert, sondern auch 70 % Nickel einspart. Darüber hinaus kann auch B10 (91-9 Cu/Ni-Legierung) reines Nickel bei der Herstellung von Verdampferrohren und Verdampferanlagen des Verdampfers ersetzen. Darüber hinaus ist Kupfernickel sehr korrosionsbeständig gegenüber Meerwasser, so dass für den mit Meerwasser gekühlten Wärmetauscher in der Regel Kupfernickel der Legierungen B10 und B30 verwendet wird.

Zirkonium

Zirkonium hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Edelstahl, Nickelbasislegierungen und Titan. Seine mechanischen und technologischen Eigenschaften sind auch für die Herstellung von Behältern und Wärmetauschern geeignet.

Wegen seines hohen Preises wurde Zirkonium in der industriellen Produktion nur selten verwendet. Mit der Entwicklung der heimischen chemischen Industrie werden jedoch zunehmend Zirkoniumwerkstoffe in vielen Ausrüstungen mit starker Korrosion verwendet, wodurch die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Ausrüstung erheblich verbessert und bessere wirtschaftliche Vorteile erzielt werden. Gegenwärtig ist die Technologie von der Produktion von Zirkonium bis hin zur Konstruktion, Herstellung und Prüfung von Anlagen zunehmend ausgereift, was eine Grundlage für die breite Anwendung von Zirkoniumbehältern darstellt.

Tantal

Tantal hat eine hohe chemische Stabilität, chemische Beständigkeit und atmosphärische Korrosion unter 150 ℃. Es ist korrosionsbeständig auch in der Verschmutzung der industriellen Atmosphäre. Tantal weist eine hohe Stabilität sowohl in sauren als auch in alkalischen Umgebungen bei Temperaturen bis zu 200 °C auf und übertrifft damit die Stabilität von Gold und Platin.

Tantal ist nicht korrosionsbeständig in konzentrierter Lauge. Es ist nicht beständig gegen Kaliumjodid und fluoridhaltige Lösungen. Die Korrosion von Tantal ist eine gleichmäßige und umfassende Korrosion, die nicht empfindlich auf den Einschnitt reagiert und keine lokale Korrosion, wie Korrosionsermüdung und Korrosionsrisse, verursacht. Diese Eigenschaft von Tantal kann als Beschichtungs- und Auskleidungsmaterial verwendet werden.

Metall-Verbundwerkstoff

Obwohl spezielle Metallwerkstoffe eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen, sind sie auch relativ teuer, was einer der Gründe ist, warum sie nicht weit verbreitet sind. Die Metallverbundtechnologie fördert jedoch die Anwendung dieser speziellen Metallwerkstoffe unter einem anderen Aspekt.

Der Metallverbundwerkstoff ist ein neues Metallmaterial, das aus mehreren Metallen oder Legierungselementen wie a, b, c usw. besteht. Die Metallverbindungen, die sich auf der Oberfläche aller Lebensbereiche bilden, sorgen dafür, dass die Metallverbundwerkstoffe die gleichen oder bessere Eigenschaften haben als die ursprünglichen monomeren Metallwerkstoffe. Es ist weder a noch b (oder c). Er kombiniert die Vorteile der einzelnen Komponenten und überwindet die Leistungsdefizite einer einzelnen Komponente. Metallverbundwerkstoffe optimieren nicht nur das Materialdesign, sondern verkörpern auch den Grundsatz der sinnvollen Verwendung von Materialien.