Proces jedkanja industrijske čiste titanove cevi

V proizvodni proces industrijske čiste titanove cevije mariniranje zelo pomemben postopek, ki ga ni mogoče zanemariti. V procesu toplotne obdelave ali toplotne obdelave titanove cevi kemično reagirajo s kisikom in drugimi plini v peči brez zaščitne atmosfere, da nastanejo oksidne plasti.. Oksidna plast, ki nastane na površini titanove cevi je zelo škodljiva ne le za vsak postopek po kisanju, temveč tudi za kakovost končnega izdelka.

V proizvodnem procesu industrijske čiste titanove cevi je mariniranje zelo pomemben postopek, ki ga ni mogoče zanemariti. Pri termični obdelavi ali toplotni obdelavi titanove cevi kemično reagirajo s kisikom in drugimi plini v peči brez zaščitne atmosfere, pri čemer nastane oksidna plast. Oksidna plast, ki nastane na površini titanove cevi, je zelo škodljiva ne le za vsak postopek po jedkanju, temveč tudi za kakovost končnega izdelka.
Če je titanova cev valjana s plastjo oksida, bo imela cev napake. Hkrati se bo oksidna plast zaradi obstoja oksidne plasti vtisnila v površino cevi, kar bo povzročilo nezadovoljivo površino. To neposredno vpliva na kakovost izdelkov iz titanovih cevi, porabo materiala, produktivnost in gospodarske koristi. Kot vsi vemo, je jedkanje postopek, pri katerem se kovine obdelujejo v kislini, alkaliji, soli in njihovih raztopinah, da se odstrani površinski oksidni sloj.
Obstaja več načinov odstranjevanja oksidne plasti. Tradicionalna metoda je uporaba anorganskih močnih kislin, kot so žveplova kislina (H2SO4), klorovodikova kislina (HCI), dušikova kislina (HNO3) in fluorovodikova kislina (HF). Pri tej metodi se oksidna plast odstrani s kemično reakcijo med oksidno plastjo in kislino. Za različne materiale se lahko uporabi ena od teh metod glede na njihove lastnosti.
Oksidna plast industrijska cev iz čistega titana je predvsem titanov dioksid (TiO2), ki mu sledijo številni poceni titanovi oksidi, kot so TiO, Ti2O3 in TiO2. Poleg tega obstajajo tudi titanovi oksidi z visoko valenco, kot je TiO2. Raziskava je pokazala, da se pri sobni temperaturi, ko je titanova cev jedkana v 5% žveplove kisline očitna reakcija.
Pri sobni temperaturi ima približno 40% žveplova kislina najhitrejšo hitrost korozije na titanu. Klorovodikova kislina s koncentracijo manj kot 5% pri sobni temperaturi ne reagira s titanom. Ko se temperatura poveča, tudi razredčena klorovodikova kislina razjeda titan, vendar več kot 10% klorovodikove kisline očitno razjeda titan pri 70 ℃ in 1% klorovodikove kisline pri 100 ℃. Če je v raztopini klorovodikove kisline oksidna plast ali kovinski ioni (kot je baker), se korozijski učinek klorovodikove kisline na titan lahko zmanjša. Fluorovodikova kislina (HF) je najmočnejše topilo za titan. Tudi fluorovodikova kislina s koncentracijo 1% lahko burno reagira s titanom: 2Ti + 6HF = 2tif3 + 3h2. Če so v raztopini fluorovodikove kisline kovinski ioni, kot sta železo in baker, se lahko raztapljanje titana pospeši. Titanove cevi z grobo površino najverjetneje reagirajo s hladno in vročo razredčeno dušikovo kislino (HNO3): 3Ti + 4hno3 + 4H2O = 3h4tio4 + 4no3ti + 4hno3 + H2O = 3h2tio3 + 4NO.
Glede na korozijske lastnosti različnih kislin na titanovih ceveh se za učinkovito odstranjevanje oksidne plasti na površini titanovih cevi po ustreznih podatkih za jedkanje titanovih cevi uporabljata dušikova in fluorovodikova kislina. Formula in postopek sta naslednja: razmerje koncentracije raztopine je: (35% ~ 40%) HNO3 + (5% ~ 7%) HF + preostali H2O temperatura raztopine je: 30 ℃ ~ 50 ℃. Preskus je pokazal, da imata zgornja formula in postopek nekaj pomanjkljivosti: prvič, reakcija titanovih cevi, ki vstopajo v kislo raztopino, je preveč intenzivna, temperatura kisline hitro naraste in kislina celo zavre. Takšna situacija zlahka povzroči oksidacijo in izgorevanje matrice titanovih cevi, zaradi česar se poveča izguba matrice titanovih cevi; drugič, kislina, ki se razlije med tako močno reakcijo, je precej škodljiva za operaterje; tretjič, delovno okolje zaposlenih je slabo in onesnaženje je preveliko.
Glede na zgornje razloge sta formula in postopek jedkanja titanove cevi prilagojena na naslednji način:

• Glavne sestavine raztopine: dušikova kislina (HNO3) + fluorovodikova kislina (HF)
• Razmerje koncentracije raztopine je: (25% ~ 28%) HNO3 + (3% ~ 5%) HF + preostali H2O
• Temperatura raztopine: ≤ 30 ℃
• Čas kisanja: 10 ~ 20 minut

Praksa kaže, da je prilagojen pogoj za mariniranje dober, reakcija titanove cevi, ki vstopa v kislo raztopino, je stabilna, stopnja izgube matrice titanove cevi pri mariniranju pa se lahko zmanjša za 30% ~ 50%.
Opozoriti je treba, da je treba titanovo cev po morjenju oprati in posušiti. Po tem, ko je titanova cev marinirana v kisli raztopini, je kljub temu, da je dosežen namen odstranitve oksidne plasti, na površini titanove cevi, ki jo je razjedla kislina, več ali manj ostankov kisline. Če se ta del preostale kisline ne odstrani, bo del vodika zaradi kemičnega delovanja preostale kisline difundiral v matrico titanove cevi in tako zmanjšal plastičnost titanove cevi. Hkrati bo ostanek kisline na površini titanove cevi povzročil prezgodnjo obrabo valja in izgubo titanove cevi.

Zato na površini titanove cevi po jedkanju ni dovoljen ostanek kisline. Namen sušenja je pravočasno odstraniti atome vodika iz kovinske mreže, da se prepreči vodikova krhkost med valjanjem in izboljša učinkovitost mazanja.

Vir:: Kitajska Proizvajalec titanovih cevi: www.titaniuminfogroup.com