जब उपकरण निर्माताओं और उपयोगकर्ताओं को क्लोरीन और क्लोरीन यौगिकों के कारण जंग की समस्याओं का सामना करना पड़ता है, तो वे टाइटेनियम के प्रतिरोध गुणों को तापमान और सांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोगी पाएंगे।
अधिकांश ऑक्सीकरण, तटस्थ और अवरोधक कम करने की स्थिति में, टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है। हालांकि उन पर मजबूत रिड्यूसिंग या कॉम्प्लेक्सिंग मीडिया द्वारा हमला किया जा सकता है, फिर भी वे हल्के कम करने वाली परिस्थितियों में भी निष्क्रिय रहते हैं। टाइटेनियम धातु का संक्षारण प्रतिरोध एक स्थिर, सुरक्षात्मक और अत्यधिक चिपकने वाली ऑक्साइड फिल्म के कारण होता है। यह फिल्म तुरंत बनती है जब एक ताजा सतह हवा या नमी के संपर्क में आती है। विशेषज्ञों के शब्दों से, जब टाइटेनियम की साफ सतह हवा के संपर्क में आती है, तो जल्द ही ऑक्साइड फिल्म बन जाएगी। मोटाई लगभग 12-16 एंगस्ट्रॉम है। 70 दिनों के बाद लगभग 50 एंगस्ट्रॉम। यह धीरे-धीरे बढ़ता रहा, 545 दिनों के बाद 80-90 एंगस्ट्रॉम की मोटाई तक पहुंच गया और चार साल बाद 250 एंगस्ट्रॉम तक पहुंच गया। फिल्म की वृद्धि मजबूत ऑक्सीकरण स्थितियों के तहत तेज होती है, जैसे हवा में हीटिंग, इलेक्ट्रोलाइट में एनोडिक ध्रुवीकरण, या ऑक्सीकरण एजेंटों जैसे हाइपोनिट्रिक एसिड, क्रोमिक एसिड, आदि के संपर्क में। फिल्मों की संरचना सतह TiO2 से Ti2O3 से TiO2 तक होती है। ऑक्सीकरण की स्थिति टाइटेनियम डाइऑक्साइड के गठन को बढ़ावा देती है, इसलिए इस वातावरण में, फिल्म मुख्य रूप से टाइटेनियम डाइऑक्साइड है। फिल्म अपनी सामान्य पतली संरचना में पारदर्शी है और दृश्य माध्यमों से इसका पता नहीं लगाया जा सकता है। जब हम टाइटेनियम के संक्षारण प्रतिरोध का अध्ययन करते हैं, तो मूल रूप से हमें केवल ऑक्साइड फिल्म के गुणों का अध्ययन करने की आवश्यकता होती है। टाइटेनियम पर ऑक्साइड फिल्म बहुत स्थिर होती है। यह केवल कुछ पदार्थों द्वारा हमला किया जाता है, विशेष रूप से हाइड्रोफ्लोरिक एसिड। किसी भी वातावरण में जहां नमी या ऑक्सीजन की मात्रा मौजूद होती है, टाइटेनियम ऑक्सीजन के लिए अपनी मजबूत आत्मीयता के कारण इस फिल्म की लगभग तुरंत मरम्मत करता है। ऑक्सीजन और पानी की अनुपस्थिति में उपयोग से बचना चाहिए क्योंकि क्षतिग्रस्त होने पर सुरक्षात्मक फिल्म पुन: उत्पन्न नहीं हो सकती है।
टाइटेनियम इन वातावरण को संभालने में धातुओं के बीच अद्वितीय है, जहां टाइटेनियम क्लोरीन और क्लोरीन यौगिकों के जलीय घोल से संक्षारित नहीं होता है। टाइटेनियम अनुप्रयोगों की विविधता नम क्लोरीन गैस और क्लोराइड युक्त समाधानों में टाइटेनियम के संक्षारण प्रतिरोध पर आधारित होती है। टाइटेनियम का व्यापक रूप से क्लोर-क्षार सेल, आयामी स्थिर एनोड, लुगदी और कागज के लिए विरंजन उपकरण, और कार्बनिक मध्यवर्ती और प्रदूषण नियंत्रण उपकरणों के उत्पादन के लिए ताप विनिमायक, पंप, पाइप और जहाजों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
क्लोरीन गैस
नम क्लोरीन को संभालने के लिए टाइटेनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और इस सेवा में उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए इसकी एक बड़ी प्रतिष्ठा है। नम क्लोरीन के मजबूत ऑक्सीकरण गुण टाइटेनियम को निष्क्रिय कर देते हैं, जिससे नम क्लोरीन में टाइटेनियम की जंग दर कम हो जाती है।
सूखी क्लोरीन टाइटेनियम पर तेजी से हमला कर सकती है और यहां तक कि नमी की मात्रा कम होने पर भी आग लग सकती है। हालांकि, कमरे के तापमान पर स्थिर परिस्थितियों में क्लोरीन में यांत्रिक क्षति के बाद 1 प्रतिशत पानी आमतौर पर टाइटेनियम को निष्क्रिय या पुन: निष्क्रिय करने के लिए पर्याप्त होता है। वास्तव में कितनी नमी की आवश्यकता होती है, यह गैस के दबाव, गैस के प्रवाह और तापमान के साथ-साथ टाइटेनियम पर ऑक्साइड फिल्म को यांत्रिक क्षति से प्रभावित होता है। निष्क्रियता के लिए स्पष्ट रूप से 390 डिग्री फ़ारेनहाइट (199 डिग्री) पर लगभग 1.5 प्रतिशत नमी की आवश्यकता होती है। कम नमी वाले क्लोरीन में टाइटेनियम का उपयोग करते समय सावधानी बरतनी चाहिए।
क्लोरीन रसायन
क्लोरीन डाइऑक्साइड, क्लोराइट, सोडियम हाइपोक्लोराइट, क्लोरेट और परक्लोरेट के घोल में टाइटेनियम पूरी तरह से प्रतिरोधी है। इन रसायनों को संभालने के लिए लुगदी और कागज उद्योग में टाइटेनियम उपकरण का उपयोग कई वर्षों से बिना किसी क्षरण के संकेत के किया जाता रहा है। (5) टाइटेनियम का उपयोग आज आधुनिक ब्लीच संयंत्रों में लगभग सभी उपकरणों में किया जाता है जो गीले क्लोरीन या क्लोरीन रसायनों, जैसे क्लोरीन डाइऑक्साइड मिक्सर, पाइप और वाशर को संभालते हैं। भविष्य में, इन अनुप्रयोगों का विस्तार होने की उम्मीद है, जिसमें क्लोरीन डाइऑक्साइड जनरेटर और अपशिष्ट जल वसूली उपकरण में टाइटेनियम का उपयोग शामिल है।
क्लोराइड
तटस्थ क्लोराइड समाधानों में, अपेक्षाकृत उच्च तापमान पर भी, टाइटेनियम का संक्षारण प्रतिरोध में भी उत्कृष्ट प्रदर्शन होता है। टाइटेनियम आमतौर पर क्लोराइड वातावरण में बहुत कम संक्षारण दर प्रदर्शित करता है। हालांकि, कभी-कभी टाइटेनियम और इसकी मिश्र धातुएं दरारों के क्षरण के कारण जलीय क्लोराइड वातावरण में सीमित उपयोग होती हैं। जब दरारें होती हैं, तो टाइटेनियम कभी-कभी खराब हो जाता है और सामान्य जंग दर का अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। हमारे शोध से पता चलता है कि नमकीन पानी में दरार के क्षरण के लिए पीएच और तापमान महत्वपूर्ण चर हैं।
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