1. গ্রেড 5 টাইটানিয়াম খাদ (Ti-6Al-4V) এর জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা
প্যাসিভ ফিল্ম গঠন: টাইটানিয়ামের অক্সিজেনের জন্য একটি শক্তিশালী সখ্যতা রয়েছে এবং এমনকি পরিবেষ্টিত পরিস্থিতিতেও Ti-6Al-4V একটি গঠন করেপাতলা, ঘন এবং অনুগত অক্সাইড ফিল্ম(প্রধানত TiO₂, অ্যালয়িং উপাদান অ্যালুমিনিয়াম থেকে Al₂O₃ এর ট্রেস পরিমাণ সহ) এর পৃষ্ঠে। এই প্যাসিভ ফিল্মটি স্ব-নিরাময়: যান্ত্রিক পরিধান বা স্থানীয় রাসায়নিক আক্রমণে ক্ষতিগ্রস্ত হলে, এটি অক্সিজেনের (বা আর্দ্রতা) উপস্থিতিতে দ্রুত সংস্কার করে-প্রতিরক্ষামূলক বাধা পুনঃপ্রতিষ্ঠিত করে, অন্তর্নিহিত ধাতব ম্যাট্রিক্সে ক্ষয়কারী মিডিয়ার আরও অনুপ্রবেশ রোধ করে।
ইউনিফর্ম এবং স্থানীয় জারা প্রতিরোধ:
বেশিরভাগ নিরপেক্ষ এবং দুর্বলভাবে ক্ষয়কারী পরিবেশে (যেমন, স্বাদুপানি, বায়ুমণ্ডলীয় বায়ু, লবণের মিশ্রিত দ্রবণ), Ti-6Al-4V নগণ্য অভিন্ন ক্ষয় দেখায়, ক্ষয়ের হার প্রায়শই 0.001 মিমি/বছরের নিচে - প্রচলিত স্ট্রাকচারাল ধাতু যেমন কার্বন স্টিল এবং 4SS3 ইস্পাতবিহীন, এমনকি 4SS30 এর চেয়েও কম।
এটির স্থানীয় ক্ষয় যেমন পিটিং, ফাটল ক্ষয় এবং আন্তঃগ্রানুলার ক্ষয় প্রতিরোধের উচ্চ প্রতিরোধ রয়েছে। সংকর ধাতুর দ্বৈত-ফেজ (+ ) মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং Al এবং V এর স্থিতিশীল প্রভাব মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অসংগতিগুলিকে হ্রাস করে যা সাধারণত স্থানীয় ক্ষয়কে ট্রিগার করে। উদাহরণ স্বরূপ, ক্লোরাইড-যুক্ত পরিবেশে (স্টেইনলেস স্টিলে পিট করার একটি সাধারণ কারণ), Ti-6Al-4V ক্লোরাইডের ঘনত্বের থেকে অনেক বেশি ক্লোরাইডের ঘনত্বকে প্রতিরোধ করে যা স্টেইনলেস স্টিলের অবনতি ঘটাতে পারে, যদি প্যাসিভ ফিল্মটি অক্ষত থাকে।
চরম হ্রাসকারী পরিবেশে সীমাবদ্ধতা: Ti-6Al-4V এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা কমে যায়শক্তিশালী হ্রাসকারী মিডিয়া(যেমন, ঘনীভূত হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, সালফিউরিক অ্যাসিড বা হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড অক্সিডাইজিং ইনহিবিটর ছাড়াই) এবং উচ্চ ফ্লোরাইড আয়ন ঘনত্বের পরিবেশে। এই পরিস্থিতিতে, প্যাসিভ ফিল্ম স্থিতিশীল বা স্ব-মেরামত করতে অক্ষম, যার ফলে দ্রুত অভিন্ন ক্ষয় বা হাইড্রোজেন অ্যামব্রিটলমেন্ট (HE), যেখানে হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি মিশ্র ধাতুর মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে এবং প্রসার্য চাপে ভঙ্গুর ফাটল সৃষ্টি করে।
2. গুরুতর পরিবেশে গ্রেড 5 টাইটানিয়াম অ্যালয়ের দীর্ঘমেয়াদী পরিষেবাযোগ্যতা (সমুদ্রের জল, অ্যাসিড-বেস মিডিয়া, উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ)
(1) সমুদ্রের জলের পরিবেশ
সামুদ্রিক জারা প্রতিরোধ: Ti-6Al-4V-এর প্যাসিভ ফিল্ম সমুদ্রের জলে অত্যন্ত স্থিতিশীল, এমনকি উচ্চ-লবনাক্ততা, জোয়ার-ভাটা বা স্প্ল্যাশ-জোন পরিস্থিতিতে (যেখানে অক্সিজেন এবং ক্লোরাইডের মাত্রা ওঠানামা করে)। এটি সামুদ্রিক জলের ক্লোরাইড আয়ন থেকে ক্ষয় প্রতিরোধ করে, সেইসাথে বায়োফাউলিং (যদিও বায়োফউলিংয়ের জন্য পর্যায়ক্রমিক পরিষ্কারের প্রয়োজন হতে পারে, এটি খাদের কাঠামোগত অখণ্ডতার সাথে আপস করে না)।
গতিশীল অবস্থার অধীনে কর্মক্ষমতা: প্রবাহিত সামুদ্রিক জলে (যেমন, জাহাজের প্রপেলার শ্যাফ্ট বা অফশোর রাইজারে) বা ক্যাভিটেশন/ক্ষরণ সহ পরিবেশে, Ti-6Al-4V উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি এবং শক্ততার সাথে ক্ষয় প্রতিরোধকে একত্রিত করে, কার্বন ইস্পাত বা কপারের সাধারণ ক্ষয়-ক্ষয় ব্যর্থতা এড়ায়। প্রাকৃতিক সামুদ্রিক জলের দীর্ঘমেয়াদী এক্সপোজার (10+ বছর) কোনো পরিমাপযোগ্য ক্ষয় বা খাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের অবক্ষয় ঘটাতে দেখা গেছে, যদি আরও উন্নত ধাতুর (যেমন, প্ল্যাটিনাম, গ্রাফাইট) সঙ্গে গ্যালভানিক সংযোগ না ঘটে (যা ক্যাথোডিক হাইড্রোজেন এবং HE বিবর্তনকে প্ররোচিত করতে পারে)।
(2) অ্যাসিড এবং ক্ষারীয় মিডিয়া
ক্ষারীয় মিডিয়া: খাদটি বেশির ভাগ ক্ষারীয় পরিবেশে দীর্ঘস্থায়ী ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত-দীর্ঘমেয়াদী ব্যবহারের জন্য-, যার মধ্যে পাতলা সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH), পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড (KOH), এবং চুনের দ্রবণ, এমনকি উচ্চ তাপমাত্রায় (পাতলা আলকালিসের জন্য 150-200 ডিগ্রি পর্যন্ত)। প্যাসিভ ফিল্মটি ক্ষারীয় অবস্থায় স্থিতিশীল থাকে এবং ক্ষয়ের হার অত্যন্ত কম থাকে (সাধারণত<0.01 mm/year). It is commonly used in chemical processing equipment for caustic soda production and wastewater treatment systems.
অ্যাসিড মিডিয়া:
পাতলা বা অক্সিডাইজিং অ্যাসিড: Ti-6Al-4V পাতলা নাইট্রিক অ্যাসিডে দীর্ঘমেয়াদী পরিবেশন করতে পারে (HNO₃,<20% concentration), chromic acid (H₂CrO₄), or mixed acids with oxidizing agents (e.g., nitric-sulfuric acid blends). The oxidizing environment maintains the integrity of the passive film, preventing corrosion. For example, it is used in nuclear industry equipment for nitric acid-based fuel reprocessing.
নন-অক্সিডাইজিং বা ঘনীভূত অ্যাসিড: It cannot be used long-term in concentrated non-oxidizing acids (e.g., >10% HCl, >ঘরের তাপমাত্রায় 5% H₂SO₄, বা HF এর যেকোনো ঘনত্ব)। এই মিডিয়াতে, প্যাসিভ ফিল্ম দ্রবীভূত হয়, যা দ্রুত ক্ষয় এবং হাইড্রোজেন শোষণের দিকে পরিচালিত করে, যা ভ্রমর এবং অকাল ব্যর্থতার কারণ হয়। এমনকি পাতলা নন-অক্সিডাইজিং অ্যাসিডও সময়ের সাথে সাথে খাদকে ক্ষয় করবে যদি কোনো জারা প্রতিরোধক (যেমন, ফেরিক ক্লোরাইড বা কাপরিক সালফেটের মতো অক্সিডাইজিং লবণ) যোগ করা না হয়।
(3) উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-চাপ (HTHP) পরিবেশ
উচ্চ-তাপমাত্রা বায়ু/জড় বায়ুমণ্ডল: অক্সিডাইজিং বা জড় বায়ুমণ্ডলে (যেমন, আর্গন, নাইট্রোজেন), Ti-6Al-4V তাপমাত্রায় দীর্ঘমেয়াদী কাজ করতে পারে300-350 ডিগ্রী. At these temperatures, it retains its mechanical strength (tensile strength >860 MPa) এবং জারা প্রতিরোধ, Al₂O₃-TiO₂ যৌগিক প্যাসিভ ফিল্ম উচ্চ-তাপমাত্রার অক্সিডেশন প্রতিরোধ করে। তবে, 400 ডিগ্রির উপরে, অক্সাইড ফিল্মটি ছিদ্রযুক্ত হয়ে যায়, এবং খাদটি অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন শোষণ করতে শুরু করে, যার ফলে পৃষ্ঠের ক্ষয় (একটি শক্ত, ভঙ্গুর "আলফা কেস" গঠন) হয় এবং নমনীয়তা এবং দৃঢ়তা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যা দীর্ঘ-মেয়াদী পরিষেবাকে অবাস্তব করে তোলে।
উচ্চ-তাপমাত্রা ক্ষয়কারী/চাপযুক্ত মিডিয়া:
HTHP জল বা বাষ্পে (যেমন, পাওয়ার প্ল্যান্টের বয়লার, জিওথার্মাল সিস্টেম), Ti-6Al-4V 300 ডিগ্রি পর্যন্ত ক্ষয় এবং স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং (SCC) এবং 15-20 MPa চাপ প্রতিরোধ করে, কারণ নিষ্ক্রিয় ফিল্ম উচ্চ-চাপযুক্ত জলে স্থিতিশীল থাকে, অক্সিজেন। উচ্চ চাপ এবং ক্লোরাইডযুক্ত ব্রাইন উভয়ই সহ্য করার ক্ষমতার জন্য এটি প্রায়ই ভূ-তাপীয় কূপ উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
HTHP অ্যাসিডিক বা ক্ষারীয় মিডিয়াতে, নিরাপদ দীর্ঘস্থায়ী ব্যবহারের জন্য তাপমাত্রার থ্রেশহোল্ড- উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। উদাহরণস্বরূপ, পাতলা কস্টিক দ্রবণে, 200 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রা ত্বরিত ক্ষয় সৃষ্টি করতে পারে, যখন অক্সিডাইজিং অ্যাসিডে, 100 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রা প্যাসিভ ফিল্মকে আপস করতে পারে এবং HE ঝুঁকি বাড়াতে পারে।
HTHP হাইড্রোজেন-সমৃদ্ধ পরিবেশে (উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ H₂S সামগ্রী সহ তেল এবং গ্যাস কূপের সমাপ্তি), Ti-6Al-4V হাইড্রোজেনের জন্য সংবেদনশীল, এমনকি মাঝারি তাপমাত্রায় (150-200 ডিগ্রী), এবং সতর্কতামূলক উপাদান নির্বাচন বা হাইড্রোজেন প্রশমন বা দীর্ঘায়িত কৌশলের জন্য প্রয়োজন।
