適用性

産業の中で、化学産業はチタンの主要な消費者の一つです。チタン合金の消費量で言えば、航空宇宙産業と並んでトップに位置しています。化学生産において主要な問題の一つが、腐食防止であることは今や驚くべきことではありません。技術の進展と生産性の向上に伴い、腐食から機器を保護し、故障時の機器の取り替えにかかるコストも増加しています。今日におけるこれらの問題の最も効果的な解決策は、新たな耐腐食性材料の使用です。

チタン合金の利点

チタン合金は以下のような代替材料を効果的に置き換えます：
1. ニッケル合金（ハストロイ「B」および「C」）；
2. 高合金鋼（例：X23H28MДЗТ）；
3. ステンレス鋼（例：Х18Н10Т）；
4. 希少金属および貴金属；
5. 非鉄金属（タンタル、白金、錫、ニオブ、銅）；
6. プラスチック。

現在の化学機器で使用される金属および合金の比較分析により、チタン合金は運用コストを最大限に抑制し、事故を減らすことが示されています。これにより、設計を軽量化し、革新することが可能です。労力とコストのかかる内張り作業が排除されます。唯一の欠点は、チタン製機器の設置に必要な大規模な資本投資です。

チタン製機器の初使用は、その価値ある構造材料であることを証明しました。化学および石油化学産業向けの主要機器の製造において。1954年、「チタニウム・メタルズ・コーポレーション・オブ・アメリカ」は初めて、塩素の酸化物の環境で作業し、急速に腐食するミキサーの内張りにチタンを使用しました。多くの国でチタン製機器が製造されています。例えば、ブルガリア、イギリス、ドイツ、イタリア、ルーマニア、アメリカ、フランス、日本などです。

使用

チタンの使用がほぼ必然的な多くの生産過程があります。これには次が含まれます：

1. 塩素、二酸化塩素および塩酸；
2. 苛性ソーダ；
3. カリウム、塩化物および塩素酸塩；
4. ナトリウム；
5. マグネシウム；
6. マンガン；
7. 過塩素酸アンモニウム；
8. 次亜塩素酸カルシウム；
9. 三塩化酢酸；
10. 除草剤2,4-D；
11. 漂白粉；
12. 塩化銅；
13. 塩化アンモニウム；
14. カルナライト；
15. ソーダ；
16. 伯特列（バルトロフ）塩；
17. グラウバー塩；
18. 尿素；
19. 硝酸および硫酸；
20. ポリクロル酢酸；
21. エチルベンゼン；
22. イソプロピルベンゼン；
23. オーガニックガラス；
24. 塩化水酸化ホスホリル、およびメラミン；
25. 2-3-ジクロルナフティデキシド、1,4-パラオキシジフェニルメラミン；
26. パラニトロアニリン、ネオゾンD、イザチン、クロモラン；
27. 光学漂白剤、ポリエチレン、およびアセタルデヒド；
28. 合成ゴム（クロロプレンゴム、イソプレンゴム）；
29. 液状チオコール、ビスコース繊維、カプロラクタム；
30. 酢酸ビニル；
31. エポキシ樹脂；
32. 医薬品（ガロタン酸、ヨードチンキ、穂状タイム抽出物、デジオール-ペオ、水矢車草、タンニン、胸部エリクサー、注射用溶液）。

化学的耐性

今日では、600以上の産業用物質において、チタンの化学的耐食性が十分に研究されています。とはいえ、新技術の使用に際しては、腐食検証が行われます。化学産業においては、通常、成分が多様であるためです。したがって、わずかな添加物であっても、チタンの腐食挙動を根本的に変化させる可能性があります。鉱酸の溶液または酸化剤の添加は、チタンに対して抑制的な作用を示します。チタン製部品が硫酸を200g/Lまで含む環境で、銅、ニッケル、鉄の塩を含む環境においても、約80°Cの温度で8年間腐食しなかったことが何度も実証されています。例えば、チタン製ポンプは、90°Cまでの温度で20%の硫酸を移送する際に、1年間で腐食で「食われる」のはたったの5mmです。このようなポンプは、5-15%の塩酸溶液、塩化鉄とマグネシウムの不純物を含む環境でも、十分な時間使用されています。

チタンは湿った塩素および塩素誘導体に対して非常に耐性があり、こういった物質は孔食と応力腐食割れを引き起こす可能性があります。また酸素を含む有機化合物、塩素、および多くの塩化物溶液においてもそうです。このため、化学産業での機器製造にチタンが広く使用されています。しかし、実際にチタンが塩素および塩化物溶液で腐食するという異常な現象もありました。腐食はしばしば亀裂、隙間、裂け目がある場所で観察され、これらはしばしばコレクターと電解槽の接続部です。このような問題を避けるためには、腐食のリスクを最小限に抑えるために適切に機器を設計することが重要です。

その他の金属との接触

チタンは陰極となり、そのため攻撃的な環境下で接触している他の金属の腐食を増加させることがある。例を挙げると、ステンレス鋼Х18Н10ТまたはХ17ГШМ2Тと真鍮または青銅の組み合わせです。この種の腐食は通常孔食性であり、その進行は接触面積に左右されます。

チタンのグレード

シリーズ生産される合金の中で、最もよく使用されるグレードがВТ1-0です。このグレードは、350°Cまでの作業温度で最適な耐食性能を持っています。また、ソ連のアカデミゴリトフ研究所にて開発されたАТ-3合金が活発に使用されており、これは多くの場合、他の合金よりも高い耐食性を持っています（例えば、ВТ1-0を含む）。この合金は摩擦特性も高く、沸騰温度であっても酸を含む環境（蟻酸、硫酸、塩酸、リン酸など）で使用することが推奨されます。この合金は還元性環境での耐食性も持ち、アルカリ性反応を示します。ニッケル、プラチナ、金ベースの合金を交換する際にも優れた特性を示します。4200および4201の合金の特性を調査し、産業試験を行った結果、それらをテトラクロリドおよびアミノ酸生産での使用を推奨することになりました。

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