在化工裝置中,發(fā)生氫脆的環(huán)境條件大致可區(qū)分為:pH值低于3的非氧化性酸;pH值高于12的強堿溶液;pH=3的有機酸;含F(xiàn)-、I-的鹽溶液,含H2S的中性溶液。在上述條件下,有些事例是由于均勺腐蝕,有一些則與局部腐蝕有關,但均因電化學反應產(chǎn)生了氫。當然也存在另一類環(huán)境中本來就含有氫的情況。
對于使用海水冷卻的鈦冷凝器或凝汽器,當鈦金屬與鋁黃銅管混用或鈦金屬管與蒙茨銅合金管板同時使用時,通常采用陰極保護減輕銅合金的腐蝕,當保護電位過低時會引起效管吸氫。分析這些氫跪事例來看,鈦棒在電解質中溶液中氫化作用一般必須同時具備以下三個條件:
(1)溶液的pH值(也可能是局部)必須低于3或高于12。
(2)必須有產(chǎn)生氫的某種機制,如通過均勻腐蝕、局部腐蝕、表面機械劃傷或污染使鈦金屬在電鮮質中的腐蝕電位(整體或局部)降至析氫電位以下,或者由于陰極保護電位過負直接在鈦表面析氫。
(3)環(huán)境溫度必須高于80℃,否則雖有析氫的機制并引起鈦吸氫,但低于80℃時氫擴散緩慢,難以發(fā)生氫跪,除非嚴重的張應力促進氫的低溫擴散或電化學反應產(chǎn)生的氫有時造成了很高的室分壓。
析氫型腐蝕的電動勢遠低于氧還原型腐蝕的電動勢,而與鈦氧化;Ti—Ti++ne的反應電位接近。當溶液中氧的補充(包括氧化劑)緩慢難以與析氫相競爭時,析氫型腐蝕常占優(yōu)勢。通常在以下情況下發(fā)生析氫。
(1)金屬的標準電位非常負,如鈦金屬在不斷除膜的情況下。
(2)金屬的腐蝕電位低于電解質中的析氫電位。濃度很高時,如強還原性酸中。
(3)由于絡合離子的形成,溶液中鈦離子濃度總是保持在很低時。