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작성일 : 15-12-21 12:56
티타늄(21)의 내부식용도 - 화학 공정
 글쓴이 : 운영자
조회 : 11,483  

관리자  (Homepage)  2013-02-01 23:10:07, 조회 : 186, 추천 : 26

 

5)화학공정(Chemical Processing)

우수한 내부식성 때문에, 특히 습한 염소, 염화물, 수산화물, 염산등,

경량임에도 강도가 높은 점 때문에 티타늄과 그합금은 화학산업에서

폭 넓게 사용되어지고 있다. 항공 분야에서 강도와 경량이 중요한

변수가 되듯이 화학플랜트에서도 강도가 주도하지는 못하지만

내부식은 매우 중요한 변수이다. 강도 요구 조건에 따라 다르기는

하지만 상업용 순수 티타늄(CP Grade) 용도 중에서 ASTM Grade 1, 2 가

주로 사용되고 있다. 특히 염화물 환경에서의 티타늄은 균열 부식이

문제가 되기 때문에 장치의 설계는 가능한 범위내에서 균열을 피해야

한다. 균열을 피할 수 없는 내부식 용도를 위해 팔라디움 베어링

티타늄(ASTM Grade 7)이나 덜 비싼 대체재인 Ti-0.8Ni-0.3Mo

(ASTM Grade12)가 더 선호되고 있다. 이들 합금들은 완전한 시공을 위해

사용되거나 매우 심한 부식을 전제로 한 부품을 위해서 사용되고 있다.

Ti-0.15Pd와 Ti-0.8Ni-0.3Mo 둘다 비합금 즉 순수 티타늄과 용접이

가능하다. 30-40%Mo과 50%Ta로 된 티타늄합금은 높은 온도의 농축

용액의 염산, 옥살산, 인산, 황산, 트리클로로 아세틱산와 기타 산에

대해  내 부식성이 뛰어나다. 이러한 산에서 중금속이나 산화제에서는

비합금(순수)티타늄이 더 우수하다.

강도를 필요로 하고 비용을 절감하는 내부식을 위해서는 구조강도와

내부식은 티타늄과 스틸 대체품으로 클래드를 통해 제공되어지고 있다.

클래딩은 롤링하거나, 동시 압출, 혹은 폭발본딩에 의한다. 습기있는

염소가스,염화물, 염화수소물, 염화물에 대한 강력한 내산화성 때문에

티타늄은 염소나 가성알카리 생산이나, 펄프나 섬유산업에서 브리치

용액이나 이러한 부식성 캐미컬을 취급하는데 요구되는 다른 산업에서

특히 열전달이 중요한 화학물질을 취급하기 위해서 선호되는 건설

자재로서 매우 폭 넓게 사용되고 읶다. 펄프와 종이 생산 공정에서

염소표백은 차츰 이산화 수소와 염화물 표백에 의해 대체되고 있다.

그래서 대량의 티타늄을 필요로 할 것이다.티타늄은 이러한 표백재들에서

우수한 내부식성을 나타낸다.

또 다른 주요 용도는 소모되지 않는 염소와 알카리를 생산하기 위한

농축된 소금물의 전기분해에서 종래의 그라파이트아노드를 대체하기

위한 대체 아노드이다. 순수티타늄은 그 자체 내부식성이 있지만

아니온 디스차지를 위한 볼테이지 증가를 일으키는 전기를 통하지

않은 산화 필름 때문에 안노드 소재로 사용되지 못한다. 이것을

플레티늄이나 로디움과 팔라디움의 혼합의 엷은 필름으로 코팅

함으로서 실질적으로 볼테이지를 줄일 수 있다. 이러한 전극봉은

해수산업에서 실질적으로 전통적인 그라파이트 아노드를 대체하였다.

이와 같은 사용은 개선을 가능하게 하였고 멤버레인 전기분해의

새로운 기술로 사용되었고 이것은 수은 다이아프레임 전기분해의

단점을 극복하여서 전기분해와 소다용액 농축에서 에너지 절약에

기여하였다.그러한 전극봉은 염화물돠 산소 수소의 생산에서,

연료셀을 위해,캐소딕 프로텍션을 위해서, 메탈의 전기이용,

전기분해의 이산화 망간의 생산에서, 전기화학 기계, 정수기에서

사용되게 되었다. 아노드와 더불어 펌프, 열교환기, 배관시스템,

발브, 스크라버,  필터, 크리스탈라이저, 저장탱크와 같은 전기분해

부품 그리고 부대 장치를 티타늄으로 설치 사용하였다. 참조 53은 

전극봉과 관련산업에서 티타늄으로 만들어진 다른 장치들에 특별히

사용되었다.

정유산업, 석유화학 플랜트, 특히 해변에서 해수를 사용거나 소금기가

많은 오염된 워터쿨링에서 티타늄이 열교환기의 제작에 튜브와

튜브열교환기, 프레이트 타입 열교환기에 사용되었고, 그리고 부식과

에로젼에 강하기 때문에 구리 니켈합금과 같은 다른 비철합금 대체하는

곳에 특별히 사용되어지고 있다. 참조54는 제한된 수명동안 사용된

열교환기에서 티타늄이 종래의 소재를 대체했던 정유시설, 석유화학

시설 리스트이다. 스텐레스 스틸이 주로사용되었던 제약, 식품산업에서

티타늄은 장치수명을 늘려주는 내부식성 때문에, 그리고 제품을

오염시키지 않는 이유 때문에 널리 사용되었다. 참조 55 는 많은

유기산에서의 티타늄의 부식관련 데이터이다.

 


 
   
 


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