Специалната корозионна форма на титаниеви винтове!

Винтовете от титаниева сплав (като TC4) са известни с отличната си устойчивост на корозия, но това не означава, че те „никога не корозират“ при никакви условия. В определени специфични и тежки среди титаниевите винтове могат да претърпят специални форми на корозия.
Разбирането на тези специални форми на корозия е от решаващо значение за правилния избор и монтаж на титаниеви винтове.

Основен принцип: „Пасивационен филм“ от титан

Корозионната устойчивост на титана се дължи на изключително тънък (около 3-5 нанометра), но необичайно плътен и стабилен оксиден филм (главно TiO₂) на повърхността му. Този „пасивационен филм“ може да се самовъзстанови в повечето среди и да защити метала вътре. При следните специални условия обаче този филм ще бъде повреден, което ще доведе до корозия.

Няколко специални форми на корозия титаниеви винтове

1. Корозия на празнините

Това е най-често срещаната и тревожна форма на локализирана корозия на титанови сплави в среда, съдържаща хлор.

Условия за възникване:

• Има тесни пролуки (обикновено с ширина между 0,025 мм и 0,1 мм).
• В пролуките има застояли корозивни среди (особено водни разтвори, съдържащи хлоридни йони, като морска вода, солена вода и влажен въздух от солена мъгла).

Защо се случи това:

1. Много е трудно кислородът да дифундира във вътрешността през пролуките и не може да поддържа необходимата концентрация на кислород за пасивационния филм.
2. Концентрацията на хлоридни йони в празнината се увеличава, а pH стойността намалява (киселинността се покачва).
3. Когато pH стойността на околната среда е под определена критична стойност (приблизително 1-2 за титанови сплави), пасивационният филм ще се повреди и ще претърпи активно разтваряне.

Специфични рискове, свързани с винтовете:

• Между винтовата капачка и контактната повърхност на компонента.
• В междината на резбованото зацепване.
• Контактната повърхност на шайбата под главата на винта.
• Всяко сляпо петно, където електролитите са склонни да се натрупват.

2. Галванична корозия

Известна още като „контактна корозия“ или „хетерогенна метална корозия“. Това е най-лесното място за грешки при монтаж на титаниеви винтове.

Условия за възникване:

Титаниевите винтове влизат в директен контакт с метал с по-отрицателен (активен) потенциал, като алуминий или въглеродна стомана, в електролита.

Кой ще пострада:

Ключът е, че самият титан ще бъде защитен, докато реактивните метали в контакт с него (като алуминиеви рамки и магнезиеви части) ще ускорят корозията!

Защо се случи това:

Титанът има положителен потенциал (по-„инертен“) сред обикновените метали, еквивалентен на „катод“. Алуминият, стоманата и други материали са „аноди“. Когато образуват верига през електролита, анодът ще ускори разтварянето, за да защити катода.

Специфични рискове, свързани с винтовете:

• Директното завинтване на титаниеви винтове в резбовите отвори на алуминиевите рамки може да причини бърза корозия и разпадане на алуминиевите резбовани отвори във влажна среда, което в крайна сметка води до повреда на резбата и разхлабване на винтовете.
• Контакт между титаниеви винтове и шайби или части от въглеродна стомана

3. Водородно крехкост

Това е сериозна форма на повреда, която може да доведе до внезапно крехко счупване.

Условия за възникване:

• Титановите атоми лесно абсорбират водородни атоми.
• Когато титанът е в следната среда, водородът ще се инфилтрира:
• Прекомерна катодна защита: Например, при галванична корозия, титанът като катод ще претърпи реакция на отделяне на водород.
• При редуциране на киселини като солна киселина и сярна киселина.
• Водородна среда с висока температура и високо налягане.
• Неподходящо покритие или повърхностна обработка (като например киселинно промиване с киселина, съдържаща водород).

4. Напукване от корозия под напрежение

Крехкото разрушаване възниква под комбинираното действие на специфична корозивна среда и опънно напрежение.

Условия за възникване:

Специфични корозивни среди: За титановите сплави основните са димяща азотна киселина, метанол, халогенни елементи, твърди хлориди и др. Титановата сплав TC4 има отлична устойчивост на корозия под напрежение в обикновена атмосфера или морска вода.
Непрекъснато опънно напрежение: Може да бъде външно натоварване или вътрешно остатъчно напрежение, генерирано по време на затягане на винта.

Риск от винтове:

Това може да се случи в изключително специфични среди (като например химическо оборудване), но за ежедневни приложения, като например планински велосипеди, рискът е изключително нисък.