Proces wytrawiania przemysłowej rury z czystego tytanu

W proces produkcji przemysłowej rury z czystego tytanuTrawienie jest bardzo ważnym procesem, którego nie można ignorować. W procesie obróbki termicznej lub obróbki cieplnej rury tytanowe będą reagować chemicznie z tlenem i innymi gazami w gazie piecowym bez atmosfery ochronnej, tworząc warstwę tlenku. Warstwa tlenku utworzona na powierzchni tytanowa rura jest bardzo szkodliwy nie tylko dla każdego procesu po trawieniu, ale także dla jakości produktu końcowego.

W procesie produkcji przemysłowej rury z czystego tytanu, wytrawianie jest bardzo ważnym procesem, którego nie można zignorować. W procesie obróbki termicznej lub obróbki cieplnej rury tytanowe będą reagować chemicznie z tlenem i innymi gazami w gazie piecowym bez atmosfery ochronnej, tworząc warstwę tlenku. Warstwa tlenku utworzona na powierzchni rury tytanowej jest bardzo szkodliwa nie tylko dla każdego procesu po wytrawieniu, ale także dla jakości produktu końcowego.
Jeśli rura tytanowa jest walcowana z warstwą tlenku, rura będzie miała wady. Jednocześnie, ze względu na istnienie warstwy tlenku, warstwa tlenku zostanie wciśnięta w powierzchnię rury, co spowoduje niezadowalającą powierzchnię. Ma to bezpośredni wpływ na jakość tytanowych rur, zużycie materiału, wydajność i korzyści ekonomiczne. Jak wszyscy wiemy, wytrawianie to proces, w którym metale są poddawane działaniu kwasów, zasad, soli i ich roztworów w celu usunięcia powierzchniowej warstwy tlenku.
Istnieje wiele metod usuwania warstwy tlenku. Tradycyjną metodą jest użycie silnych kwasów nieorganicznych, takich jak kwas siarkowy (H2SO4), kwas solny (HCI), kwas azotowy (HNO3) i kwas fluorowodorowy (HF). Ten rodzaj metody wykorzystuje reakcję chemiczną między warstwą tlenku a kwasem w celu usunięcia warstwy tlenku. W przypadku różnych materiałów można zastosować jeden z nich w zależności od ich właściwości użytkowych.
Warstwa tlenku przemysłowa rura z czystego tytanu to głównie dwutlenek tytanu (TiO2), a następnie wiele tanich tlenków tytanu, takich jak TiO, Ti2O3 i TiO2. Ponadto istnieją tlenki tytanu o wysokiej wartościowości, takie jak TiO2. Badania pokazują, że w temperaturze pokojowej, gdy tytanowa rura jest trawiona w 5% kwasie siarkowym.
W temperaturze pokojowej kwas siarkowy o stężeniu około 40% wykazuje najszybsze tempo korozji tytanu. Kwas solny o stężeniu mniejszym niż 5% nie reaguje z tytanem w temperaturze pokojowej. Gdy temperatura wzrasta, nawet rozcieńczony kwas solny powoduje korozję tytanu, ale więcej niż 10% kwasu solnego powoduje korozję tytanu oczywiście w temperaturze 70 ℃ i 1% kwasu solnego w temperaturze 100 ℃. Jednakże, gdy w roztworze kwasu solnego znajduje się warstwa tlenku lub jony metalu (takie jak miedź), działanie korozyjne kwasu solnego na tytan może zostać zmniejszone. Kwas fluorowodorowy (HF) jest najsilniejszym rozpuszczalnikiem dla tytanu. Nawet kwas fluorowodorowy o stężeniu 1% może gwałtownie reagować z tytanem: 2Ti + 6HF = 2tif3 + 3h2. Gdy w roztworze kwasu fluorowodorowego znajdują się jony metali, takich jak żelazo i miedź, rozpuszczanie tytanu może zostać przyspieszone. Rurki tytanowe o chropowatej powierzchni najprawdopodobniej reagują z zimnym i gorącym rozcieńczonym kwasem azotowym (HNO3): 3Ti + 4hno3 + 4H2O = 3h4tio4 + 4no3ti + 4hno3 + H2O = 3h2tio3 + 4NO.
Biorąc pod uwagę właściwości korozyjne różnych kwasów na rurach tytanowych, w celu skutecznego usunięcia warstwy tlenku na powierzchni rur tytanowych, odpowiednie dane wprowadzają, że kwas azotowy i kwas fluorowodorowy są stosowane do wytrawiania rur tytanowych. Wzór i proces są następujące: stosunek stężenia roztworu wynosi: (35% ~ 40%) HNO3 + (5% ~ 7%) HF + temperatura roztworu resztkowego H2O wynosi: 30 ℃ ~ 50 ℃. Test pokazuje, że powyższa formuła i proces mają pewne wady: po pierwsze, reakcja rur tytanowych wchodzących do roztworu kwasu jest zbyt intensywna, powoduje gwałtowny wzrost temperatury kwasu, a nawet powoduje wrzenie kwasu. Sytuacja ta jest bardzo łatwa do spowodowania utleniania i spalania tytanowej matrycy rurowej, co powoduje zwiększoną utratę tytanowej matrycy rurowej; Po drugie, kwas rozlany podczas tak gwałtownej reakcji jest dość szkodliwy dla operatorów; Po trzecie, środowisko pracy pracowników jest słabe, a zanieczyszczenie jest zbyt duże.
Biorąc pod uwagę powyższe powody, formuła i proces wytrawiania rur tytanowych są regulowane w następujący sposób:

• Główne składniki roztworu: kwas azotowy (HNO3) + kwas fluorowodorowy (HF)
• Stosunek stężeń roztworu wynosi: (25% ~ 28%) HNO3 + (3% ~ 5%) HF + resztkowe H2O.
• Temperatura roztworu: ≤ 30 ℃
• Czas marynowania: 10 ~ 20 minut

Praktyka pokazuje, że dostosowane warunki wytrawiania są dobre, reakcja tytanowej rury wchodzącej do roztworu kwasu jest stabilna, a szybkość trawienia tytanowej matrycy rurowej można zmniejszyć o 30% ~ 50%.
Należy zauważyć, że tytanowa rura po wytrawianiu musi zostać umyta i wysuszona. Po wytrawieniu tytanowej rury w roztworze kwasu, mimo że cel usunięcia warstwy tlenku został osiągnięty, na powierzchni tytanowej rury erodowanej przez kwas pozostaje mniej więcej część resztkowego kwasu. Jeśli ta część kwasu resztkowego nie zostanie usunięta, część wodoru będzie dyfundować do matrycy rury tytanowej z powodu działania chemicznego kwasu resztkowego, tak aby zmniejszyć plastyczność rury tytanowej. Jednocześnie resztkowy kwas na powierzchni tytanowej rury spowoduje przedwczesne zużycie rolki i marnotrawstwo tytanowej rury.

W związku z tym pozostałości kwasu nie są dozwolone na powierzchni rury tytanowej po wytrawianiu. Celem suszenia jest wyparcie atomów wodoru z sieci metalowej w odpowiednim czasie, aby uniknąć kruchości wodorowej podczas walcowania i poprawić wydajność smarowania.

Źródło: Chiński producent rur tytanowych: www.titaniuminfogroup.com