鈦制化工設備的生產制造已有一段的時間，也形成了一定的規模。在生產純堿、尿酸、制鹽和氯堿等設備上使用鈦制設備較多，雖然鈦制設備使用時間一般較長，但因為腐蝕氫脆造成設備失效損壞的現象較為嚴重，使得鈦制設備發生事故而過早損壞報廢。

所以，鈦制設備腐蝕氫脆問題引起了專家和相關企業及人員的高度重視。傳統觀念中對鈦氫脆的認識不清導致了嚴重危害的發生，但鈦制設備腐蝕氫脆的問題并不是不可以解決的，只要掌握鈦制設備腐蝕氫脆的生成原因和規律，及時采取有效的措施就可以阻止鈦制設備的腐蝕危害，保證鈦制設備的安全使用。

１、鈦氫脆和腐蝕的關系

鈦在化工行業得到廣泛的應用，但鈦氫脆不一定會出現肉眼可見的外觀變化。鈦氫脆通常是由于腐蝕作用而產生的，有很多案例可以對此進行證明。比如，美國的埃索公司進行尿素生產的兩臺合成塔中的鈦里襯突發破裂泄露。破裂情況就發生在塔中部位和焊縫相鄰的板材上面，裂縫連通幾個腐蝕點，將腐蝕點分析可知其存有大量的硅、鐵和鋁，所以不難看出鐵造成了腐蝕點的出現。

發生鈦氫脆需要一定的條件。首先要有氫的存在，鈦才可以發生氫脆，其次，要使鈦制設備的表面鈍化膜要受到破壞，最后還要滿足氫進入鈦基體時所需的溫度、應力和PH值等條件。此外，在化工中，經常會發生鈦設備在還原酸中使用時，鈦設備遭到縫隙腐蝕甚至全面腐蝕，這樣吸氫致脆現象就發生了，所以，氫脆和腐蝕存在很密切的關系。這個過程要經過幾個化學反應，陽極是鈦被奪電子，形成鈦離子；陰極是氫離子獲得電子轉變成氫氣；總體上是吸氧反應，鈦和氫離子反應生成鈦氫化合物。在目前腐蝕的情形下，當達到產生化學反應需要的條件時，那么會使得表面鈍化膜吸氧，也就會快速發生腐蝕的現象，在此時，吸氧量是與腐蝕程度成正比的。但是假如有陰極的保護作用，那么鈦的吸氧也不會造成鈦的腐蝕作用。

２、鈦氫脆是氫化物引起的脆裂

從化學反映相應情況來分析，鈦氫脆是氫化物造成的一種脆裂，并不是那些固溶的原子態氫造成的。當氫對鈦設備影響時，表現出的是鈦氫化合物的生成，不是氫的集聚和擴散。這和鋼的氫腐蝕和氫脆原理不相同，而是通過現代的能譜分析可知生成的氫化物，應用一些先進的設備來確定氫的含量，例如氣相層析儀。同時，金相分析也能夠很好的確定生成物的狀態。

３、吸氫致脆發生的幾種情況

３.1 臨氫環境可采取鈦設備，可產生氫脆

從目前的實驗情況來分析，氫氣中的鈦在高溫高壓的條件下非常容易吸收氫，使得自身變脆，因此，我們盡量不應用氫在氫分壓的環境當中。在實際的過程中，石化裝置添加一些氫的反應器采用鈦復合之后，出現的問題非常少。主要原因是因為鈦在臨氫的條件之下影響了鈦表面的氧化膜，只要是氫當中的水分占到了２％ 以上，那么就能夠很好的為氫提供來源，從而更好的修補鈦氧化膜。也就可以保證鈦得到良好的鈍化，即使在很高的壓力和溫度下也不會再吸收氫。

３.2氧化環境下不易吸氫，較高溫度下容易吸氫

一般來講，在石化生產過程當中，在氧化反應過程中的鈦設備并不是很容易產生吸氫致脆的現象，主要是由于在電介質當中溶氧或充氧都會使陰極產生氫離子放電反應，從而使吸氫大大降低，同時氧化劑或者充足的氧會使鈍化膜容易修復，形成吸氧屏障。所以可以看出高溫脫氧或缺氧的環境會導致鈦易吸氫致脆。一般情況下，鈦在八十度溫度以上會比較容易吸收氫，但有時在較低的溫度下，也會發生吸氫的現象。在溫度達到八十度左右，氫的擴散速度就會變快，同時鈦在電解質中的腐蝕程度迅速加劇，導致陰極產生的氫離子不斷增大，從而促進吸氫反應的發生。因此，在環境達到二百度以上時，鈦制化工設備雖沒有發生腐蝕現象，但也會不同程度的吸氫，所以應重視吸氫致脆的情況發生。此外，在電化學反應所導致的較高氫壓下或較負的電位下，就算是常溫狀態也會導致鈦吸氫反應。

3.3 在PH大于十二或小于三時最易發生吸氫

當PH小于三時，鈦處在一個還原的條件之下，鈦腐蝕的陰極是析氫的反應，陰極反應速度與陽極反應速度有著密切的聯系，當ＰＨ 較小時，陽極的化學反應速度就會增大，陰極反應速度也增大，因此可以說，越容易發生鈦吸氫。如果是在高溫強堿情況下，鈦的吸氫和鈦腐蝕就會發生。實驗表明，在稀堿中，鈦比較穩定，在較濃堿中，尤其是加熱狀態，鈦就會生成鈦酸鹽。

3.4 鈦表面鐵污染或鐵含量較高容易發生吸氫致脆

鈦設備的制作和維修中，會受鐵的污染，使得析氫增加，導致氫脆發生。由于鐵微粒在鈦的表面鑲嵌使得鈍化膜受到了非常嚴重的損壞，造成缺隙的發生，在此時，也會受到電介質的影響，鐵顆粒將會形成小陽極，從而產生蝕抗，因為腐蝕作用，所以產生出來的氫將會進入鈦的活性點。鐵污染增加點腐蝕傾向，促進氫的侵入。

3.5 鈦作陽極保護使得吸氫致脆

因為鈦在海水當中受到了強烈的腐蝕，并不需要應用陰極保護。但是當銅和金管板或者封頭和鈦冷卻器共用時，為了有效防止銅不受到任何腐蝕而應用外加電流進行陰極保護，當設置的保護電位比臨界電位低時，那么鈦就會強制極化吸氫。

４、鈦制設備腐蝕氫脆的防治措施

4.1 符合設備工藝條件，選擇適合材料

要根據生產要求，選擇符合標準的工業腐蝕鈦合金。化工的鈦設備在選用時應考慮與環境的相適應性，不可超過鈦的適用范圍和使用條件。在某些環境中，干氯等要禁用，必須充分滿足設備所處環境的析氫條件。

4.2 在工藝允許條件范圍內，適當添加氧化劑

在允許范圍情況下，可以從腐蝕物料的一側添加一定的氧化劑，比如將水和空氣等作為緩蝕劑，有效抑制鈦吸氫腐蝕。

4.3 對鈦制設備和零件進行預氧處理

要對鈦設備及其零部件進行預氧處理等強化處理措施，它們能夠達到加厚并強化氧化膜和陽極化的目的，有效的消除鐵污染。

另外，還可以對鈦設備進行離子注入和離子氮化處理。

4.4 注意安裝檢修，改進結構設計

在安裝檢修時要注意避免鈦的表面損傷，阻止鐵污染，禁止使用鋼制工具進行緊固和敲打。同時要進行定期的洗酸除垢工作。

要在原有基礎上，不斷對結構設計進行改進完善，消除縫隙和死角，最大程度的避免與異金屬形成電偶。在對陰極進行保護時要充分保證鈦的電位高于吸氫界面的電位。

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