Titan Grade 2 eignet sich für oxidierende und neutrale Chloridmedien. Grade 7 enthält zusätzlich 0,15% Palladium für reduzierende Säuren. Grade 12 erhöht die Spaltkorrosionsschwelle in heißer Sole. Für unlegiertes Titan gibt das TIMET corrosion manual den Beginn in scharfen Spalten in nahezu neutraler Sole bei etwa 93 °C (200 °F) an, wobei ein Angriff unter 70 °C (158 °F) in Chloridsole nicht wahrscheinlich ist; konzentrierte Calcium- oder Magnesiumchloridsole kann unterhalb dieses Werts örtlichen Angriff verursachen, und ein niedrigerer pH-Wert senkt ihn ebenfalls. Fluoridhaltige saure Lösungen liegen in den meisten Fällen außerhalb des Einsatzbereichs von Titan.
Titan ist korrosionsbeständig, weil es eine dünne, stabile und selbstheilende Oxidschicht bildet. Diese Schicht schützt sehr gut in Meerwasser, chloridhaltigen und oxidierenden Medien. Die wichtigste Grenze bilden stark reduzierende Säuren; dort werden stattdessen palladiumhaltige oder niedrig legierte Grades eingesetzt. Der passende Grade richtet sich nach Betriebsmedium, Temperatur und dem Risiko von Spaltkorrosion. Dieser Leitfaden ordnet typischen Einsatzbedingungen geeignete Grades zu und zeigt, welche Angaben in die Spezifikation gehören.
Wie Titan Korrosion widersteht
Die passive Oxidschicht bildet sich nach einer Beschädigung sofort neu, sofern Sauerstoff oder Wasser vorhanden ist. Deshalb bewährt sich Reintitan so gut in Meerwasser und oxidierenden Säuren. In heißen, sauerstoffarmen reduzierenden Säuren lässt sich die Schicht schwerer aufrechterhalten; dann wird Grade 7 mit Palladium oder Grade 12 mit Molybdän und Nickel eingesetzt, damit die Oberfläche passiv bleibt.
Grade-Auswahl nach Einsatzmedium
| Einsatzumgebung | Passender Grade | Warum |
|---|---|---|
| Meerwasser, Sole, Küsten- und Marineeinsatz | Grade 2 (Grade 12 bei heißer Sole) | Passiv und lochfraßbeständig in Chloriden |
| Oxidierende Säuren und feuchtes Chlor | Grade 2 | Stabile Oxidschicht in oxidierenden Medien |
| Reduzierende Säuren (HCl, H2SO4, Phosphorsäure) und Spaltkorrosionsrisiko | Grade 7, Grade 12 | Palladium oder Mo-Ni erhöhen die Passivität und widerstehen Spaltangriff |
| Heiße Chloride, Sole und Sauergas-Einsatz | Grade 12 | Beständigkeit gegen Spaltkorrosion und heiße Sole bei mittlerer Festigkeit |
| Festigkeit plus Korrosion (Pumpen, Wellen, Ventile, Verbindungselemente) | Grade 5, Grade 23 | Hohe Festigkeit bei guter allgemeiner Korrosionsbeständigkeit |
Typische Anwendungen
Grade 2 ist der Standardwerkstoff für Wärmetauscher, Reaktoren, Kolonnen und Rohrleitungen in der chemischen Verfahrenstechnik, für Verdampfer und Kondensatoren in MSF- und MED-Entsalzungsanlagen sowie für Meerwasserleitungen und Offshore-Anwendungen. Grade 7 und Grade 12 werden spezifiziert, wenn im Prozess reduzierende Säuren, heiße Sole oder chloridhaltige Bedingungen auftreten, unter denen bei Reintitan Spaltkorrosion droht. Grade 5 und Grade 23 werden eingesetzt, wenn ein Bauteil Last tragen und zugleich korrosionsbeständig sein muss, etwa bei Pumpen- und Ventilkomponenten.
| Güte | Wo der Leitfaden seinen Einsatz beschreibt |
|---|---|
| Grade 2 | Wärmetauscher, Reaktoren, Kolonnen und Rohrleitungen für chemische Prozesse; Verdampfer und Kondensatoren von MSF- und MED-Entsalzungsanlagen; Meerwasserrohrleitungen und Offshore-Einsatz |
| Grade 7 und Grade 12 | Wo der Prozess mit reduzierenden Säuren, heißer Sole oder Chloridbedingungen läuft, die bei technisch reinem Titan das Risiko von Spaltkorrosion bergen würden |
| Grade 5 und Grade 23 | Wo das Teil sowohl Last tragen als auch Korrosion widerstehen muss, wie bei Pumpen- und Ventilkomponenten |
Für Behälter, Rohrleitungen, Ventile und Düsen in einer Dosier- oder Abfülllinie, siehe wie diese Gütewahl angewendet wird auf medienberührte Titanteile in Flüssigkeitsabfüllanlagen.
Formen und Spezifikation
| Produktform | Zu zitierende Norm |
|---|---|
| Bleche und Platten | ASTM B265 |
| Rohr | ASTM B338 |
| Stange | ASTM B348 |
| Schmiedeteile | ASTM B381 |
Derselbe Grade kann in unterschiedlichen Produktformen spezifiziert werden; daher werden Werkstoffauswahl nach Korrosionsanforderung und Produktform gemeinsam festgelegt. Geben Sie Grade, Norm (ASTM B265 für Blech und Platte, B338 für Rohr, B348 für Stab und B381 für Schmiedeteile), Produktform und Abmessungen, Medium und Temperatur sowie den Zeugnisumfang an. Der vereinbarte Zeugnisumfang kann ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach EN 10204 vorsehen.
| Anzugebendes Feld | Was anzugeben ist |
|---|---|
| Güte | Die Güte, die die Korrosionsbeanspruchung verlangt |
| Norm | Die Produktnorm für die bestellte Form |
| Form und Abmessungen | Die Form und ihre Abmessungen |
| Medium und Temperatur | Das Betriebsmedium und die Betriebstemperatur |
| Zertifikatsumfang | Das Material wird mit Abnahmeprüfzeugnissen und EN 10204 3.1 gemäß Bestellumfang geliefert |
Wie die Grade insgesamt abschneiden, zeigt der Vergleichsleitfaden für Titangüten, dann wählen Sie eine Form: Titanstab, Titanbleche und Titanplatten, oder Titanrohre und Rohrleitungen. Für einen breiteren Materialvergleich lesen Sie den Leitfaden Titan vs. Edelstahl. Senden Sie das Medium und die Anforderungen an [email protected] für eine Grade-Empfehlung und ein Angebot.
Eine Korrosionsentscheidung in Bestellzeilen umsetzen
Eine aus Korrosionsgründen gewählte Güte muss dennoch beschafft werden, und die Felder, die entscheiden, ob das gelieferte Material der Entscheidung entspricht, sind keine Korrosionsfelder. Bei drei davon bleiben Anfragen am häufigsten auf halbem Weg stehen.
| Bestellangabe | Warum die Korrosionsentscheidung davon abhängt |
|---|---|
| Güte mit ihrer UNS-Nummer | Güte-Nummern wiederholen sich über mehrere Spezifikationen hinweg, und die UNS-Nummer ist es, die die Zusammensetzungstabelle festlegt |
| Betriebsmedium, Konzentration und Temperatur | Eine Güte wird anhand aller drei ausgewählt, daher ist die Nennung nur eines davon keine Auswahlgrundlage |
| Maßgebende Spezifikation | Legt fest, gegen welche Grenzwerte das Zertifikat für die gekaufte Form berichtet |
| Produktform mit Abmessungen und Toleranz | Dieselbe Güte stellt als Stab, Platte, Rohr oder Draht jeweils einen anderen Einkauf dar |
| Lieferzustand und Oberfläche | Zwei getrennte Angaben, und die Oberfläche ist das, was mit dem Medium in Kontakt kommt |
| Erforderliche Berichte | Entscheidet, ob das Zertifikat das beantwortet, was der Wareneingang prüfen wird |
Oberflächenzustand, Kennzeichnung, Verpackung, erforderliche Berichte und der Umgang mit zurückgewiesenem Material sind allesamt Punkte, die eine Bestellung gemäß der Stab- und Vorblock-Spezifikation ASTM B348 enthalten sollte (ASTM B348, Bestellinformationen). Eine sorgfältig getroffene Güteauswahl, die dann als bloße Güte-Nummer in einer Bestellung vermerkt wird, überlässt all diese Punkte einem Standardwert.
Spezifikationsdetails mit Quellenangabe
Für unlegiertes Titan in scharfen Spalten in nahezu neutraler gesättigter Natriumchloridsole berichtet TIMET’s Corrosion Resistance of Titanium, dass ein Angriff bei etwa 93 °C (200 °F) und darüber möglich wird, während er unter 70 °C (158 °F) nicht wahrscheinlich ist; ein niedrigerer pH-Wert oder hohe Konzentrationen von Calcium- oder Magnesiumionen können die Beginnstemperatur senken. Dieser Bereich ist der Grund, warum Dichtflächen und Rohr-Rohrboden-Verbindungen im Einsatz mit heißer Sole besonders sorgfältig geprüft werden.
Wo der Einsatz in dieses Risikofenster fällt, verändern die palladiumhaltigen Güten das Bild: Grade 7 (UNS R52400) fügt 0,12 bis 0,25 Gew.-% Palladium hinzu gemäß den chemischen Anforderungen von ASTM B265, und Grade 12 (UNS R53400) verwendet 0.2 bis 0.4 Gew.% Molybdän mit 0.6 bis 0.9 Gew.% Nickel, um die Spaltkorrosionsbeständigkeit bei geringeren Legierungskosten als Grade 7 zu erhöhen.
Sobald die Güte gewählt ist, sind lieferantenseitige Vergleiche nach Produktfamilie zusammengestellt in der Index der Titan-Lieferantenlisten.
Referenzquellen
- TIMET, Corrosion Resistance of Titanium (technisches Handbuch)
- ASTM B265 / B338 / B348 / B381, Titan-Produktspezifikationen
- ASTM G48, Standardprüfmethoden für Lochfraß- und Spaltkorrosionsbeständigkeit
- NACE / AMPP Korrosionsliteratur zu Titan im Chlorid- und Einsatz mit reduzierenden Säuren
- ASM Handbook, Volume 13B, Corrosion: Materials