化学加工

防止化学腐蚀

在组件腐蚀方面,化学加工行业可以说是最有损害的环境。从强酸到焦酸,产品本身在短时间内可以将废物丢失到常规金属。

为了确保化学过程的可靠性,工厂设计人员防止其系统中的化学腐蚀是至关重要的。FS Precision拥有50年的经验,为行业提供几乎任何环境中防止化学腐蚀所需的解决方案。我们的抗腐蚀解决方案以精密钛和锆近净铸件的形式出现。

我们的经济效益方法和对行业标准的一丝不苟地遵守,生产铸造组件到严格的标准,可确保最低或零腐蚀在最极端的化学加工行业环境中。FS精度已投入多年以实现具有成本效益的铸造过程,可提供具有机械强度性能的产品,类似于机械强度性能,同时实现卓越的耐腐蚀性。

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下面的文章侧重于钛和锆的独特性质,防止化学腐蚀,以及用于以经济高效的方式提供这些性质的FS精确的过程。将特别注意特定的腐蚀介质,其中FS精密合金实现最大防止化学腐蚀性。

  • 腐蚀类型
  • 电化学腐蚀
  • 点腐蚀
  • 使用钛和锆防止化学腐蚀
  • 氧化钛的多重表面
  • 锆的化学腐蚀
  • 氧化钛和氧化锆之间的差异
  • FS精确靠近净铸造
  • 完成防腐
  • 结论

腐蚀类型

化学加工工业中使用的组件暴露于高度腐蚀性环境的事实应该没有惊喜。人们可能更具体地提出“发生的精确类型的腐蚀,以及设计师如何防御它们?”

电流腐蚀

电化学腐蚀是一种常见的腐蚀形式,在日常生活和工业规模的操作中都可以观察到。当两种不同的材料在电解质(溶液中的离子)的存在下接近或接近接触时,很可能发生电偶腐蚀。这种腐蚀是由于两种材料之间的电势不同而发生的。具有较高电势的材料称为阴极,它作为一种催化剂,对具有较低电势的材料进行电化学攻击阳极。电子从阳极材料流向阴极。这种电子流动是导致阳极发生化学腐蚀的还原-氧化或氧化还原反应的基础。

在化学加工行业中,当在同一系统内使用不同材料时,电流腐蚀通常是最大的威胁。例如,化学转移管道或管道可以由与它们所连接的歧管和阀的材料不同的材料构成。在这种情况下,可以在可能导致界面腐蚀的两种材料之间存在电位。即使两种材料也会抵抗单独从化学环境直接攻击的情况下,发生这种腐蚀!因此,设计人员必须特别注意研究和预测不同材料之间的可能的电气相互作用,这些材料将彼此靠近。

点状腐蚀

点腐蚀是另一种形式的化学腐蚀,可能对化学加工系统造成损害。长期暴露于化学物质或直接物理损伤的影响最终可能会削弱系统内的特定部位。一旦该网站受到损害,高度本地化的腐蚀将迅速出现漏洞。因此,随着劣化迁移到材料中的凹坑形式,在部件中形成一个小孔。

由于材料的降解主要发生在材料表面下的凹坑内,通常没有明显的迹象表明组件已经受损。

用钛和锆可防止化学腐蚀

那么,FS精确度如何防止化学腐蚀?我们的钛和锆铸件具有独特且特异性的性能,可持续地工作,以防止大多数化学加工应用中的化学腐蚀。这些独特的性质采用耐腐蚀氧化物层的形式,该层是在减少和氧化过程中产生的 - 或氧化还原反应。由于金属原子内的电子之间的电荷不平衡以及接触金属表面的周围化学介质中的电荷不平衡,发生氧化还原过程。

这种电荷不平衡导致电子从它们的金属宿主跃出,在接触介质中找到平衡。当这种电子交换发生时,金属原子本身也会从周围介质的原子中吸引电子,以平衡它们各自的电化学电荷。氧化还原发生在电子从一种物质跃迁到另一种物质的过程中;一直在寻找它们的最低能态。失去电子的物质被氧化,而接收电子的物质被还原。通过一系列的还原和氧化反应,电化学平衡最终可能通过创造一个稳定材料的中间层来实现。

总之,这种材料寻求电平衡的连续过程导致在金属和它们所处的化学环境的界面表面沉积一层薄的、几乎是惰性的氧化层。这一氧化层最终成为金属抗腐蚀的来源。

该氧化层的精确结晶结构和机械性能不同于材料。在铁的情况下,通过该方法形成的表面层通常是氢氧化铁 - 即“锈” - 这是令人惊奇的柔软,松动和粉末。由于这种锈性如此脆弱,因此如上所述,它易于侵蚀母铁,允许重复曝光基铁材料和如上所述的连续氧化还原劣化。这种永久性过程可能导致严重的物质损失和最终功能失败。

然而,并不是所有的氧化层都像铁锈一样柔软。钛和氧化锆都表现出显著的机械完整性,因此能够对腐蚀的有害影响保持相对的弹性。为了在最广泛的情况下防止化学腐蚀,FS Precision Tech通过近净铸造生产钛和锆,为工程师提供这两种材料的独特优势。必威进不去

氧化钛的多个面

钛的氧化物提供极端的耐腐蚀性,从几乎零抵抗到近乎抵能的保护。钛可以形成各种氧化物形式。事实上,钛有三种氧化含量,称为+ 2+ 3, 和+ 4,每个用于氧化过程中丢失的电子数量。

+2级氧化水平产生钛一氧化钛(TiO),其是在正常工作温度下在化学上不稳定的化合物。即使在水面存在下,TIO也相对不稳定。在正常的工作温度下,TiO在大多数酸中容易溶解。然而,在升高的温度下,可以形成化学抗性的高度结晶形式的TiO。该氧化物的结晶形式是高度含化的抗性,并且由极少的物质攻击,包括热浓氢氧化钠,盐酸和硫酸。

三氧化二Dititanium (Ti2O3.) -在+3氧化态下形成-在常温下比TiO稍稳定,但与+4氧化态二氧化钛相比,仍然具有较差的抗腐蚀能力。

二氧化钛(TiO2) -表示钛的+4氧化态-形成时,一个钛原子与溶解氧反应,因为它提供了4个电子在氧化过程中。这是钛最常见和最稳定的氧化形式。TiO2在暴露于周围环境的钛的各个表面上以顽强的沉重白膜塑造成型。这部电影,虽然通常只有约0.002“厚,但都是化学惰性和机械顽强,而且促进钛对许多腐蚀性解决方案和条件设计人员必须期望的化学加工行业。

这款保护性TiO.2层在氧气存在下完全自我愈合。在操作期间钛成分损坏或刮擦时,上述氧化还原反应将立即发生,并且新鲜暴露的钛将再次氧化,即时修复其免受化学腐蚀的影响的保护。

而钛最终以TiO的形式2- 在各种化学环境中产生和极端耐腐蚀性,保护性TiO的形成2层需要存在游离氧,最常是o的形式2或含水溶液。并非化学加工工业中使用的所有物质含有易于游离的氧气。例如,无水溶液不提供足够的游离氧以实现TiO的形成2。还原酸的水溶液 - 如氢氟酸 - 也防止形成TiO2。在这样的环境中,钛不是防止化学腐蚀的合适解决方案。

FS Precision为这些环境提供替代解决方案:锆铸件。

化学腐蚀用锆

锆反映了与钛相同的氧化形成以产生二氧化锆(Zro2)。然而,它并不局限于含有O的环境2或没有3.它们是很常见的氧化剂。相反,锆是少数几种能在没有氧化剂或含有Cl-和S等抑制离子的溶液中形成稳定的氧化结晶结构的材料之一2- 通常会破坏氧化过程。

与钛一样,锆的氧化层是高度惰性的,为锆提供了特殊的保护,以防止化学腐蚀。此外,ZrO2是一种优异的绝缘体,使锆能在大多数应用中保持高电位。这种zro的绝缘特性2使锆能够提供前面讨论的电流腐蚀的优异保护。

虽然氧化钛和氧化锆层都具有优异的耐化学腐蚀性能,但它们都有独特的优势和应用,这决定了它们在化学处理领域的理想部署。

氧化钛和氧化锆之间的差异

锆和钛氧化物层之间的根本差异是它们可以形成的条件。虽然形成了TiO2仅限于有常见氧化剂的环境,锆就不是这样了。这种差异直接对应于这些材料表现出最佳耐腐蚀性的化学物质的类型。

具体地,钛最适合高氧化环境,而锆将理想地用于还原溶液,或缺乏氧化剂的溶液。返回关于氧化还原反应的讨论;据说失去电子的材料在减少材料的同时被氧化。这些信息揭示了钛的保护性TiO2层的形成是由于钛原子放弃电子并与周围的介质反应。锆的氧化层,相反,形成电子从周围的还原剂。

将这些信息应用于化学加工行业,为工程师提供了关键信息,以确保他们的系统可靠运行,防止化学腐蚀。例如,涉及卤化物或含卤素材料的过程是高度氧化的,因此促进了二氧化钛的快速生长。因此,钛几乎不受化学腐蚀,将是这种情况下的材料的选择。因此,钛是一种理想的解决方案,以防止化学腐蚀的氧化剂。

被称为化学品减速器具有氧化剂的相反效果,因为它们减少 - 或直接电子 - 他们遇到的材料。减少环境是锆的理想操作环境,以防止化学腐蚀。锆的氧化锆可以在不需要任何氧化剂的情况下轻松形成易于还原剂。在还原环境中,Zro2将迅速形成一个均匀的保护层,继续防止化学腐蚀,否则高度破坏性的溶液,如氯化氢(HCl)。

钛和锆的独特优势为化学加工业提供了理想的解决方案组合,使其具有可靠的性能。FS Precision以近净铸件的形式提供了这些解决方案,这是一种具有成本效益的方法,可以减少浪费的加工成本,并最大限度地减少材料报废,同时消除几乎所有化学环境中的化学腐蚀。

FS精确度经济高效的近净铸件

FS Precision通过其近净熔模铸造的钛和锆合金提供优越的抗化学腐蚀能力。我们高度精密的六西格玛生产工艺确保我们的客户获得理想的耐腐蚀解决方案,同时减少浪费和过度加工的成本,否则会导致与加工应用相关的成本上升。

我们的成本效益投资铸造过程开始与您的设计-在所有的复杂性-创建一个精确的蜡复制注塑或3D打印。这叫做模式。从那里,我们在陶瓷壳中涂抹蜡状图案,随后在基本上烧成窑以除去蜡并加强陶瓷壳。这在模具腔后面呈现在复杂的组件设计的形状。

随着精密模具到位,我们将模具放入超低的真空环境中,并用熔融钛或锆填充。冷却后,陶瓷模具被破坏并从组件铸造中除去。然后,我们使用AMS和/或ASTM规范的一系列额外的投射过程和检查进行了一系列额外的铸造工艺和检查,直到您的演员组件准备好在装运之前获得最终质量检查和认证。

在为化学加工的严谨设计组件时,可能在设计工程师思想的最前沿的两个主要问题是1)元件质量和2)紧张的公差。在FS必威进不去 Precision Tech,我们解决并解决这两个疑虑。近净铸件是我们唯一做的,我们做得很好。我们是AS9100和NADCAP认证,坚持严格的航空航天铸造规格,AMS 4991,AMS T-81915A和其他几个。

铸件与陶瓷模具分离后,它们通常在极端的温度和压力下放置 - 在称为热等静压(臀部)的过程中,延长15,000 psi,以塌陷任何可能在铸造期间形成的内部空隙。在臀部之后,我们的内部能力化学磨机的钛成分,其中由钛铸件的高温条件产生的硬α-壳层化学除去。我们的化学铣削由我们内部洛克希德马丁认证化学铣削系统进行。

截至目的,我们的铸造过程通常将公差保持为0.010“ - 0.015”。这就是为什么我们的进程被称为靠近-NET铸造。铸件通常非常接近最终几何形状,但FS精密技术还提供了执行饰面加工的选项,以便在需要时实现更高的精度。必威进不去

在整个铸造项目中,FS精密技术持有通过AMS和类似的检查规范保持极高的质量标准。必威进不去

我们的近净铸造和加工过程可确保浪费时间或不必要的费用,将固体钛或锆的固体块加工至最终产品。对于许多我们的铸造项目来说,完全加工的版本否则可能已经开始为100磅磅,然后加工到5磅或更小的成品几何形状。这是花在浪费的钛或锆和过度加工操作上的钱!在FS必威进不去 Precision Tech,我们喜欢说“我们将空气放入您的部件中,以便您不必。

完全腐蚀保护

钛和锆的天然耐腐蚀性与FS精密的经济高效铸造方法配对,为化学加工行业的各个方面提供了最佳解决方案。

钛及其防护二氧化钛2氧化物层随时可携带,即使是最损害的氧化剂。再生氧化物屏蔽将避免抗化学照射,以确保连续可靠的性能。使用FS精密钛存在,潜在损伤的化学品列表显着缩小。在工程师列表中划伤的化学品中:

  • 卤化物
  • 氧化氯化物
  • 纯对苯二甲酸(C6H4.(CO.2) H)2)——家长会
  • 氢溴酸(HBr)
  • 硫酸(H2所以4.
  • 磷酸(H3.阿宝4.

将每种化学品与各自的产品相匹配,在行业内揭示钛效用范围广泛。硫酸,一体,是世界上生产最严重的化学品之一,主要用于肥料生产。磷酸也是肥料工业中的主要化学品,因为它被发展成合成磷酸盐。PTA广为人知,以其在生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的作用,这是普通塑料制造中使用的初级树脂。

这些化学加工行业的这些基板仅瞥见到FS精密铸造钛的区域可能提供完全腐蚀保护。

锆合金为设计人员提供了一种防止强化药剂化学腐蚀的解决方案。FS Precision通过我们经济高效的过程提供此解决方案,作为近净铸锆。召回锆的保护氧化物膜不受溶解氧的限制,并将组分免受强酸和其他破坏性化学品的有害影响。在锆最适合的化学物质中是:

  • 有机化合物
  • 碱性
  • 过氧化氢(H2O2
  • 氯化氢(HCl)
  • 丙烯(C.3.H6
  • 乙烯(C2H4.

这些化学品揭示了锆石对全球化学加工行业若干主要子公司的适用性。例如,丙烯是用于生产合成纺织纤维的过渡化学品,用于汽车工业的二醇,以及ABS塑料。氢氧化钠 - 一种强大的碱性 - 是一种高度腐蚀性的化学品,广泛用于造纸工业,肥皂生产,工业清洁应用,以及几乎任何应用都需要强大的化学基础进行pH调节。

结论

FS精确理解了化学加工工程师面临的任务的巨大性。从那里的化学化合物进入一个系统,它们甚至不断探测甚至可以漏洞的漏洞。除了极端化学攻击的可能性外,系统组件甚至可能彼此引起互连,而不会从环境中没有任何帮助。这些腐蚀机制中的任何一个可能导致昂贵的失败。但就像它们可能导致损坏一样容易,也可以避免这些破坏性场景。

必威进不去FS精密技术公司已经开发出了理想的成本效益铸造锆和钛的方法,正是考虑到这些化学加工的挑战。联系我们,我们将从头到尾与您的团队合作,通过我们的高质量,精确控制,近净铸件防止化学腐蚀。

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