钛制容器的氢脆

1、为什么在化工中使用的钛设备所发生的恶性事故，几乎都是由氢脆破裂造成?如何防止氢脆破裂?
因为钛材极易吸氢，即使在温度不高的环境中，由于氢的扩散速度大，也易使钛吸氢脆化和产生晶间微裂纹。氢的来源有下列几 方面 :

a. 钛材中含有的杂质元素——氢；

b·由于环境中的氢达 到一定浓度，处于高温 状态下的 钛或表面钝化膜被破坏的钛材易吸氢脆化;
c·由于选材错误，在不应采用钛材的环境中使用钛材;或者由于结构设计不合理 (如存在缝隙或与异种金属接触产生电偶腐 蚀)引起局部腐蚀，导致吸氢脆化;

d ·加 工 制 造 工 艺 不 当 (如 错 误 的 酸 洗 配 方 或 过 ⻓ 的 酸 洗 时 间 、 焊接时未能充分保护和制造过程中钛材表面被铁污染等)引起吸氢
脆化。

防止钛设备产生氢脆的措施如下：

a. 选用含氢少的钛材。

b. 防止在加工制造过程中吸氢:要避免在切削 、冲压、卷板， 焊接等加 工制造过程中钛材表 面嵌 入铁粒，热加工和热处理加热必须在微氧化性气氛的加热炉进行;对于一些结构复杂的钛设备，背 面难以实现气体保护的焊接接头，要防止焊接时污染吸氢。

c• 选择合适的使用环境:当温度在71~316°C的干氢和湿氢的环境中，如含有一定的氧和水分可以防止吸氢。钛在氧化性介质、 中性介质、弱还原性介质或含有氧化剂的还原性酸中，通常不会发 生吸氢或极缓慢地吸氢;但当表面被污染、表面缺陷、局部发生腐 蚀或异常工况出现时，则可能产生吸氢脆化。钛在发生全面腐蚀或 局部腐蚀的环境中，易发生吸氢脆化。

 d.通过表面处理 (高温氧化、阳极化处理等)可改善抗氢性能。采用耐蚀钛合金，提高钛的耐蚀性，防止吸氢脆化。

2、钛在哪些介质中易产生应力腐蚀破裂?造成应力腐蚀破裂的因素有哪些?
实践证明，在不锈钢产生应力腐蚀破坏的环境中，通常钛不产 生应力腐蚀破裂。但陆续发现钛在发烟硝酸、甲醇、三氣乙烯、高 温氯化物、熔融金属盐、四氮化碳、尿吡啶、 有机溶剂、氢气和溴蒸气等介质中发生应力腐蚀破裂。 

造成应力腐蚀破裂的因素如 下。
(1)环境 该因素中包括离子的种类与浓度、溶液的阳H值、 温度、电导、添加剂和流速等。
( 2)力学因素 在发生应力腐蚀破裂的体 系中必须存在拉应 力。拉应力来源于加工制造过程中产生的残余应力和工作应力，通 常只有当该体系的应力强度因子大于临界应力强度因子，且应变速 度 超 过 某 一 范 围 后 ， 才发生应力腐蚀破裂 。
( 3 ) 冶金因素工业纯钛随着氧含量增 加，应力腐 蚀 破 裂 的 敏 感性增加。