鈦合金在化學(xué)制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

    工業(yè)鈦合金在化工生產(chǎn)中已經(jīng)使用了 30多年，然而有關(guān)鈦及鈦合金在化學(xué)制藥生產(chǎn)工藝介質(zhì)中耐蝕性的研究卻不多。化學(xué)制藥生產(chǎn)廣泛使用鑄鐵基體和鋼基體涂搪瓷設(shè)備，其平均使用壽命較短 (0.5年～2.5年)。因此，化工制藥生產(chǎn)使用鈦合金成為一個(gè)亟待研究和解決的問題。 
化工制藥生產(chǎn)使用的介質(zhì)通常是一些成分復(fù)雜的、活性 的、腐蝕性混合化合物。例如，在俄羅斯馬爾生物制藥公司2號車間烯醇化反應(yīng)器中就同時(shí)使用三氯甲烷、丙酮、乙醇、HC的酒精溶液、氫氧化物、抗壞血酸；在 維生素生產(chǎn)廠的冷凝反應(yīng)槽同時(shí)含有醋酸乙酯、五硫化二磷、甲酰胺、氯乙酸丙脂；在合成香料的液體蒸餾器中存在工業(yè)水楊醛、苯甲醛、水、甲酸雜質(zhì)、甲酸鈉、 氯化鈉、硫酸鈉。

為了搞清這些復(fù)雜介質(zhì)對攪拌機(jī)壁、輪葉、套管、熱電偶、支管和連接管的腐蝕作用，在4家公司的33臺(tái)設(shè)備上分別進(jìn)行了BT1-0，；、∏T—3B和 4200鈦合金試樣的掛片試驗(yàn)。掛片試驗(yàn)用鈦合金的化學(xué)成分列于表1。

表1 在化學(xué)制藥生產(chǎn)中進(jìn)行試驗(yàn)的鈦合金的化學(xué)成分 ％
牌號　　Tｉ　Fe 　　Zr 　　V 　　Pd 　Si 　　 N 　 O 　　H 　雜質(zhì)
BT1-0　　基　0.2　?。。　　。?.1　 0.04　0.12　0.01　 0.3
∏T—3B　基　0.25　0.3　1.2－3.5 －　0.12　0.04　0.15 0.0008 －
4200　　 基　0.2　?。　。　?.15　0.1　 0.04　0.12　0.01 －

掛片試驗(yàn)用試樣的規(guī)格如下：尺寸為(80X 20Xδ)mm的板片，板厚分別為4 mm，5mm，6 mm；尺寸為(80X 20Xδ)mm的板片帶有縱向焊縫。研究腐蝕破裂使用的直徑75mm，厚6mm的堵頭，是由帶有殘余焊接變形應(yīng)力的板狀焊接接頭沖壓而成的，(30X 30X 5)mm的板片在試驗(yàn)時(shí)要用氟塑料夾具夾住，以檢驗(yàn)是否產(chǎn)生縫隙腐蝕。
試樣制備執(zhí)行PД24.200.16.90標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)執(zhí)行ГOCT 9.908—85標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)時(shí)間為1200h～7000h。
工業(yè)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明，鈦合金可成功地用于制造一系列的化學(xué)制藥生產(chǎn)設(shè)備。
研究有無縫隙腐蝕傾向用的夾具表2列出了不同使用介質(zhì)中，鈦合金試樣的腐蝕速率值K。在所有情況下，鈦合金均未出現(xiàn)潰瘍腐蝕、麻點(diǎn)腐蝕、腐蝕破裂等局部腐蝕現(xiàn)象。

表2 鈦合金在不同使用介質(zhì)中的腐蝕速率K／mm·a-1

　　　　　　　　　　　　　　　　　液相　　　　　　 氣相
　　生產(chǎn)抗壞血酸和山梨糖醇
　　烯醇化反應(yīng)器 　　　　　　　　　<0．1 　　 　　　<0．1
　　中和器 　　　　　　　　　　　　<0．01　　　　　 <0．01
　　平底器皿 　　　　　　　　　　　<0．01　　　　　 <0．01
　　冷卻器 　　　　　　　　　　　　<0．01 　　　　　<0．01
　　蒸餾器 　　　　　　　　　　　　<0．01 　　　　　<0．01
　　蒸發(fā)器 　　　　　　　　　　　　<0．01 　　　　　<0．01
　　生產(chǎn)脂肪和1unamuД
　　硫化和皂化反應(yīng)器　　　　　　　<0．001　　　　　<0．001
　　杯式結(jié)晶器　　　　　　　　　　<0．001　　　　　<0．001
　　生產(chǎn)維他命B1和C
　　吸收塔　　　　　　　　　　　　<0．01　　　　　 <0．01
　　醋酸蒸餾反應(yīng)器　　　　　　　?lt;0．01　　　　　 <0．01
　　醋酸收集器　　　　　　　　　　<0．01 　　　　　<0．01
　　氧化反應(yīng)播　　　　　　　　　　<0．001　　　　　<0．001
　　生產(chǎn)香草素和水楊酸
　　液體蒸餾器　　　　　　　　　　<0．001　　　　　<0．001
　　冷凝器　　　　　　　　　　　?lt;<0．001　　　　　<0．001
　　萃取器　　　　　　　　　　　　<0．001　　　　　<0．001
　　生產(chǎn)抗壞血酸　
　　溴酸鹽反應(yīng)器　　　　　　　　　<0．001　　　　　<0．001

參照表2數(shù)據(jù)，一些工廠根據(jù)全俄化學(xué)工業(yè)機(jī)器制造科研設(shè)計(jì)院的研究成果，用BT1—0鈦合金制造了下列設(shè)備并提交給化學(xué)制藥生產(chǎn)企業(yè)使用；冷凝反應(yīng)器，V＝1．Om3；氧化反應(yīng)器，V＝16.Om3(圖2)；從蒸餾器向冷凝換熱器輸送三氯甲烷蒸氣的輸氣管道。

正在制造的還有：核黃素析出反應(yīng)器，V＝4m3；蒸餾器，V＝3.2m3；冷凝換熱器，F(xiàn)＝50m2；硫化和皂化反應(yīng)器，V＝1．25m3。
應(yīng)當(dāng)指出，有許多化學(xué)制藥生產(chǎn)設(shè)備由于生產(chǎn)條件特殊而不適合使用鈦合金，這種設(shè)備有制取氣態(tài)氯化氫的反應(yīng)器，制取酰氯的反應(yīng)器，乙醇吸收氯化氫的反應(yīng)器，以及酰溴反應(yīng)器。