Одним из наиболее опасных процессов, которые могут происходить с металлом, является его постепенная коррозия. Она значительно уменьшает продолжительность использования различных вариантов продукции, а также вызывает необходимость в ее быстрой утилизации.
Тантал является одним из материалов, которые могут подвергаться коррозии. С учетом того, что материал может использоваться в агрессивных условиях, а также на ответственных участках, стоит хорошо понимать, что именно может потенциально приводить к такому разрушению.
В этом материале мы рассмотрим, что именно может привести к возникновению разрушению тантала, заметному уменьшению продолжительности его использования. При этом мы проанализируем среды, в которых есть вероятность быстрого возникновения коррозии и в которых изделие остается в полной безопасности.
Особенности материала
Тантал – это тот металл, который на данный момент отличается самым высоким уровнем стойкости к потенциальному коррозийному воздействию. При этом стоит понимать, что он не полностью защищен от такого варианта повреждения. Есть потенциально агрессивные среды, которые могут служить катализатором проявления подобной опасности.
Важная особенность тантала заключается в том, что на поверхности подобного материала создается специальная оксидная пленка. Она успешно ограждает материал от негативного воздействия, контакта с потенциальными катализаторами коррозии. При этом оксидные пленки могут потенциально повреждаться или стираться, что приводит к преждевременному износу и возникновению каких-либо рисков.
Плотность тантала составляет 16,654 г/см3.
Этот параметр стоит учитывать на фоне температуры плавления, которая в случае с танталом составляет 2996 ºС. Эту особенность и показатели стоит учитывать, когда планируется использование различные методов обработки, которые потенциально могли бы негативно воздействовать на технику.
Далее мы рассмотрим особенности постепенного развития коррозии, которая потенциально могла бы привести к тому, что материал окажется полностью разрушен, потеряет свою прочность. Понимание особенностей коррозии помогает исключить большинство часто встречающихся рисков.
Особенности протекания коррозии тантала
Такой материал как тантал отличается одним из наиболее высоких уровней стойкости к появлению коррозии. При этом не стоит думать о том, что рисков нет совсем.
Если вы используете тантал на открытом воздухе, температура его окисления находится в диапазоне от 280 до 300 °C. Это говорит о том, что изделия можно применять на открытом воздухе. При этом опасность возникновения коррозии появляется только в том случае, если по каким-то причинам начинает значительно увеличиваться температура.
Даже когда начинается окислительный процесс, это только дополнительно увеличивает степень защиты от потенциального негативного воздействия агрессивных сред и факторов, которые могли бы стимулировать разрушение материала.
Основа для такой защитной пленки – это высший оксид Ta2O5.
Стоит также обратить внимание на особенности поведения материала в том случае, если он контактирует не с атмосферой, а со значительно более агрессивными и опасными газовыми средами. К ним относятся такие, как:
- Газообразный фтор. Представляет большую опасность для материала в том случае, если формируется высокий уровень коррозийной угрозы.
- Йод. Если по каким-то причинам тантал оказывается в сильно прогретой до 1000 °C йодистой среде, формируется повышенная опасность развития коррозии. Оксидная пленка при этом становится значительно менее плотной, может растворяться как локально, так и по всей площади поверхности.
- Бром. Когда тантал контактирует с бромом, достаточно нагреть среду до 300 °C чтобы материал начал активно корродировать.
- Водород. Водородная атмосфера также становится значительной угрозой для коррозийной стойкости такого материала. На фоне нагрева, начинается сильное поглощение водорода с выработкой большого объема гидридов. При этом есть риск того, что материал не только начнет ржаветь, но и станет значительно более хрупким, разрушится даже при незначительном давлении.
Нагрев становится особенно опасным вариантом воздействия на материал. Именно такой фактор чаще всего приводит к тому, что развивается коррозия, материал постепенно разрушается и теряет многие свои центральные характеристики.
Особенно часто встречаются проблемы при нагревании и взаимодействии с такими элементами, как фосфор, селен, азот, сероводород, кремний и многие другие. Если среда сильного прогрета, стоит избегать использования изделий из тантала при контакте с теллуром, углекислым или угарным газом, сероводородом и многими другими факторами.
Отдельно стоит рассмотреть особенности развития коррозии тантала в таких средах, как кислоты и щелочи. Причина в том, что потенциально именно эти факторы могут негативно отражаться на состоянии материала, а также потенциальной продолжительности использования конкретного варианта применения.
Особенности развития коррозии тантала в кислотах
Контакт с кислотами приносит для многих типов металла риск быстрого появления и стремительного раствора. И здесь тантал особенно хорошо показывает свою высокую степень защищенности от агрессивных сред.
Тантал отличается наиболее высокой коррозийной стойкостью при контакте как с органическими, так и с неорганическими кислотами.
Когда материал оказывается помещен в соляную кислоту вне зависимости от концентрации, стойкость к повреждению оказывается особенно высокой. При этом такая защищенность находится на высоком уровне при условии того, что температура не увеличивается. Если же наблюдается рост температуры, есть реальная опасность того, что и коррозия станет значительно более интенсивной и выраженной. И здесь стоит избегать распространенной ошибки – представлении о материала как полностью защищенном от кислотного разрушения. Как и в случае со многими другими стойкими вариантами материала, здесь сохраняется повышенная степень устойчивости к негативным внешним факторам.
Когда материал оказывается помещен внутрь среды или переживает кратковременный контакт с такими соединениями, как H3PO4, вероятность коррозионного повышения становится значительно выше. Как и в других случаях, большую роль в процессе играет концентрация такого раствора и его температура. В том случае, если сконцентрированность оказывается выше 35%, процесс протекает значительно быстрее. Критические температуры, которые сильно увеличивают уязвимость, находятся на уровне 145 °C.
Среди рисков также можно отметить контакт с плавиковой кислотой. Лучше не допускать подобного контакта, потому что это может стимулировать образование TaF5. Это вещество может распадаться при контакте с такими соединениями, как щелочи в разной концентрации, а также фтороводород.
Критический уровень опасности для тантала формируется в том случае, если происходит соединение двух кислот – азотной и плавиковой. Велик риск того, что начнется постепенное растворение материала.
Если говорить о конкретных особенностях коррозийных свойств тантала, то как это ни удивительно, по подобным характеристикам он оказывается ближе всего именно к стеклу. На практике мы можем видеть, насколько разрушительным для стекла оказывается контакт с плавиковой кислотой, как оно разрушается, когда оказывается в горячих щелочах.
Особенности поведения тантала в щелочных средах
Еще один фактор, который стоит принимать во внимание если вы планируете использование тантала – его вступление в реакцию со щелочами. Для материала этот контакт может оказаться разрушительным.
Если щелочи находятся при комнатной температуре, они вызывают стремительное коррозионное разрушение. Такой процесс сопровождается появлением танталатов. Это растворимые соединения, которые также стоит принимать во внимание, когда планируется работа с материалом.
Как защитить тантал от коррозии
Вопрос правильной защиты тантала от коррозии стоит очень остро несмотря на то, что многими такой материал признается одним из наиболее защищенных от корродирования в агрессивных средах.
Есть сразу несколько факторов, на которые стоит обратить внимание, чтобы не столкнуться с подобными проблемами:
- Всегда оценивайте состав и чистоту материала. Так как наиболее чистые сплавы сегодня на рынке стоят дороже всего, нужно учитывать, какие примеси оказались в их составе во время использования. Именно наличие примесей, которые более склонны к коррозии, может стимулировать появление подобного разрушения. Нужно контролировать то, с каким металлом вы работаете.
- Учитывайте особенности среды. Как мы уже отмечали, многие производители, которые используют тантал, ошибочно слишком сильно полагаются на его естественные защитные свойства. При этом стоит учитывать большое количество особенностей среды – от типа кислоты или щелочи, до уровня концентрации, температуры, давления и других показателей.
- Исключайте механическое воздействие. Важно, чтобы тантал, как и другие металлы, значительно меньше подвергался самым разным вариантам внешнего механического давления. В таком случае можно будет эффективно устранить вероятность того, что он станет менее надежным в различных формируемых условиях.
- Используйте дополнительные средства защиты. Они выбираются в зависимости от конкретной среды, в которой планируется использование. Так на поверхности материала может сформироваться эффективная защитная пленка, которая будет успешно отталкивать все потенциальные варианты внешнего негативного воздействия, а также катализаторы коррозии. Но нужно создать все условия, чтобы такая пленка не оказалась стерта во время использования.
Закажите качественное цинкование
Наша компания проводит успешное цинкование с минимальными затратами времени. Формируем на поверхности металла слой, который не допускает его контакта с агрессивными средами. Мы работаем с разными категориями клиентов.
Среди причин обратиться к нам:
- Большие производственные мощности. Мы успешно работаем с разными категориями заказчиков. На предприятии оборудовано три цеха для горячего цинкования, а производственная мощность составляет до 120 тысяч тонн в год. Это позволяет нам работать даже с самыми крупными и сложными заказами.
- Качество. На предприятии используется передовое оборудование немецко-австрийской фирмы KVK KOERNER и чешской фирмы EKOMOR. Вся продукция полностью соответствует требованиям ГОСТ 9.307-89.
- Опыт. Мы работаем с клиентами с 2007 года. За это время был накоплен внушительный опыт решения различных производственных задач.
Чтобы узнать обо всех особенностях работы с нами, получить дополнительную консультацию, просто оставьте заявку на сайте или звоните по указанным телефонам.
