Titan ist ein reaktives Metall. Geschützt wird es durch einen nur wenige Nanometer dicken Titandioxidfilm, der sich in dem Moment bildet, in dem das Metall mit Luft oder Wasser in Kontakt kommt, und sich nach einer Beschädigung innerhalb von Millisekunden neu bildet, solange Sauerstoff oder Feuchtigkeit vorhanden sind. Der Film versagt, wo Sauerstoff ausgeschlossen ist oder wo Fluorid vorhanden ist.
Der Ruf von Titan für Korrosionsbeständigkeit ist etwas irreführend. Das Metall selbst ist reaktiv, sehr reaktiv. Geschützt wird es durch einen nur wenige Nanometer dicken Film, der sich in dem Moment bildet, in dem Titan auf Luft oder Wasser trifft: eine Schicht aus Titandioxid (TiO₂), so fest gebunden und so schnell nachwachsend, dass das darunterliegende Metall wirksam abgeschlossen ist. Verstehen Sie diesen Film, wie er wirkt und die wenigen Stellen, an denen er es nicht tut, dann ist die Wahl des Titan-Grades kein Raten mehr.
Der Passivfilm und warum er besonders ist
Blankes Titan oxidiert sofort. Das klingt nach einem Problem; es ist die gesamte Verteidigung. Das entstehende Oxid ist dicht, gut haftend und chemisch stabil, und entscheidend ist es selbstheilend: Kratzen Sie es auf, kerben Sie es ein, zerspanen Sie es, und solange eine Spur Sauerstoff oder Wasser vorhanden ist, bildet es sich in Millisekunden neu. Es gibt kein langsames Fenster der „Repassivierung“, das ein Riss ausnutzen könnte, und deshalb steckt Titan Bedingungen weg, die Edelstahl lochfraß- und spaltkorrodieren lassen.
Diese Schicht ist der Grund, warum technisch reines Titan Grade 2 hält Meerwasser, feuchtem Chlor, oxidierenden Säuren und den meisten natürlichen Wässern nahezu unbegrenzt stand, auch in Umgebungen, in denen Edelstahl 316 unbemerkt versagt. Details zu Marine- und Meerwasseranwendungen finden Sie in Titan für maritime und Meerwasseranwendungen.
| Eigenschaft des Passivfilms | Aussage des Leitfadens |
|---|---|
| Zusammensetzung | Titandioxid (TiO2) |
| Dicke | Wenige Nanometer |
| Wann sie entsteht | In dem Moment, in dem das Metall auf Luft oder Wasser trifft |
| Verhalten nach Beschädigung | Bildet sich in Millisekunden neu, solange eine Spur von Sauerstoff oder Wasser vorhanden ist |
| Folge für die Rissbildung | Es gibt kein langsames Repassivierungsfenster, das ein Riss ausnutzen könnte |
Die drei Stellen, an denen der Film an seine Grenzen stößt
Die Passivschicht benötigt die richtigen Bedingungen, um sich zu bilden und bestehen zu bleiben. Drei Situationen entziehen ihr diese Bedingungen:
| Zustand | Was passiert | Praktische Regel |
|---|---|---|
| Stark reduzierende Säuren (HCl, H₂SO₄, Phosphorsäure) ohne Oxidationsmittel, besonders heiß | Kein Sauerstoff zur Aufrechterhaltung von TiO₂; der Film wird dünner und das Metall korrodiert | Auf Grade 7 oder Grade 12 wechseln; die Temperatur-/Konzentrationsgrenze prüfen |
| Flusssäure (HF) oder freies Fluorid in saurem wässrigem Betrieb | Selbst verdünnte HF kann Titan schnell angreifen; freies Fluorid in Säure kann HF bilden | TIMET empfiehlt Titan nicht für HF- oder fluoridhaltige Lösungen unterhalb von pH 7. Vollständig komplexiertes Fluorid oder ein Einsatz mit verdünntem Fluorid und dokumentierten inhibierenden Ionen erfordert eine gesonderte Korrosionsprüfung |
| Enge Spalte in heißen Chloriden | Innerhalb des Spalts herrscht Sauerstoffmangel. Laut dem TIMET-Korrosionshandbuch ist Spaltkorrosion in chloridhaltigen Solen unterhalb von 70 °C (158 °F) unwahrscheinlich, und in engen Spalten in nahezu neutraler Sole wird sie für unlegiertes Titan ab etwa 93 °C (200 °F) und darüber möglich; konzentrierte Calcium- oder Magnesiumchlorid-Solen können bereits unterhalb des 70 °C Werts angreifen | Grade 7/12 für heiße Solen; Dichtungs- und Fugenkonstruktion beachten |
Wie Legieren die Schwachstellen behebt
Genau dafür gibt es die korrosionsbeständigen Grades. Sie machen Titan nicht mit roher Gewalt „stärker“ gegen Säure, sie halten den Passivfilm dort stabil, wo reines Titan es nicht kann.
- Grade 7 (Ti-0.15Pd): Ein winziger Palladiumzusatz verschiebt das Korrosionspotenzial von Titan in den passiven Bereich, sodass der Film in reduzierenden Säuren und heißen Chloriden überlebt, die Grade 2 abtragen würden. Diese Mehrkosten erkaufen Ihnen einen deutlich breiteren sicheren Bereich in aggressiver chemischer Beanspruchung.
- Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni): Molybdän und Nickel verbessern die Spaltkorrosionsbeständigkeit bei erhöhter Temperatur zu geringeren Kosten als Grade 7, eine gängige Wahl für Anlagen mit heißer Sole und Chlorid-Prozessen.
Der Grade ist eine Korrosionsentscheidung, bevor er eine Festigkeitsentscheidung ist. Grade 2 für eine heiße verdünnte HCl-Leitung zu wählen, weil „Titan Säure widersteht“, ist der Weg, auf dem ein Titanbauteil versagt. Die richtige Antwort ist Grade 7. Wir liefern Grade-7-(Ti-0.15Pd)-Rohr und Stab sowie Grade-12-Material genau für diese Einsätze.
| Güte | Zusatz | Was der Leitfaden angibt |
|---|---|---|
| Grade 7 | Ti-0.15Pd | Ein winziger Palladiumzusatz verschiebt das Korrosionspotenzial von Titan in den passiven Bereich, sodass der Film in reduzierenden Säuren und heißen Chloriden überlebt, die Grade 2 abtragen würden |
| Grade 12 | Ti-0.3Mo-0.8Ni | Molybdän und Nickel verbessern die Spaltkorrosionsbeständigkeit bei erhöhter Temperatur zu geringeren Kosten als Grade 7, eine gängige Wahl für heiße Sole und chloridhaltige Prozessanlagen |
Was Sie einem Lieferanten mitteilen sollten, damit die Güte stimmt
- Die Chemie: welche Säure/welches Medium, Konzentration und ob ein Oxidationsmittel vorhanden ist.
- Temperatur: die mit Abstand größte Variable; eine bei 25 °C geeignete Güte ist es bei 90 °C möglicherweise nicht.
- Jegliche Fluoride: Geben Sie Konzentration, pH-Wert, Temperatur an sowie, ob das Fluorid frei oder vollständig komplexiert vorliegt. TIMET empfiehlt Titan nicht für HF- oder fluoridhaltige Lösungen unterhalb pH 7; komplexierter oder gezielt inhibierter verdünnter Fluorid-Einsatz erfordert eine separate Korrosionsprüfung.
- Geometrie: Spalte, Dichtungen und enge Verbindungen verändern das Spaltkorrosionsrisiko.
| Was dem Lieferanten zu geben ist | Detail |
|---|---|
| Die Chemie | Welche Säure oder welches Medium, die Konzentration, und ob ein Oxidationsmittel vorhanden ist |
| Temperatur | Die mit Abstand größte Variable; eine bei 25 C geeignete Güte ist es bei 90 C möglicherweise nicht mehr |
| Jegliche Fluoride | Geben Sie Konzentration, pH-Wert, Temperatur an sowie, ob das Fluorid frei oder vollständig komplexiert vorliegt. Verwenden Sie Titan nicht standardmäßig für HF oder fluoridhaltige Lösungen unterhalb von pH 7; prüfen Sie komplexierte oder gezielt inhibierte Fälle gesondert |
| Geometrie | Spalten, Dichtungen und enge Verbindungen verändern das Spaltkorrosionsrisiko |
Senden Sie diese mit Ihrer Anfrage senden und die Wahl der Güte ergibt sich aus der Umgebung, nicht aus einem Werbesatz.
FAQ
Ist Titan vollständig korrosionsbeständig?
Nein. Es ist hervorragend in oxidierenden, neutralen und chloridhaltigen Umgebungen, wegen seines passiven Oxidfilms, aber es korrodiert in starken reduzierenden Säuren ohne Oxidationsmittel und wird von Flusssäure angegriffen. Grade und Temperatur bestimmen die Grenze.
Warum ist Titan in Meerwasser besser als Edelstahl?
Edelstahl stützt sich auf einen Chromoxidfilm, der unter Chloriden lochfraß- und spaltkorrodiert; der TiO₂-Film von Titan ist in Chloriden weit stabiler und heilt sofort nach, sodass er dem Lochfraß und dem Spaltangriff widersteht, die 316 überwinden.
Kann ich Titan mit Salzsäure oder Schwefelsäure verwenden?
Manchmal: Es hängt von Konzentration, Temperatur und Güte ab. Grade 2 ist begrenzt einsetzbar; Grade 7 (Ti-0.15Pd) erweitert den sicheren Bereich erheblich. Prüfen Sie stets anhand eines Korrosionsdiagramms für die genauen Bedingungen, und setzen Sie Titan niemals mit HF ein.
Trägt sich der Oxidfilm ab?
Er kann mechanisch entfernt werden (Kratzen, Zerspanen), bildet sich aber sofort überall dort neu, wo Sauerstoff oder Wasser vorhanden ist. Dauernde Abrasion in einem sauerstofffreien Medium ist der ungewöhnliche Fall, in dem die Passivität nicht mithalten kann.
Was der Passivfilm erklärt, und was nicht
Der Oxidfilm erklärt, warum sich Titan in einer gegebenen Umgebung so verhält, wie es sich verhält. Er entscheidet nicht, ob ein geliefertes Teil abnahmefähig ist, denn die Abnahme beruht auf gemessenen, nicht abgeleiteten Werten für Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften.
| Durch den Passivfilm erklärt | Bestimmt durch Messung und die Bestellung |
|---|---|
| Warum das Metall unter oxidierenden Bedingungen stabil ist | Zusammensetzungsgrenzen, je Charge ausgewiesen |
| Warum reduzierende Säuren eine andere Güte erfordern | Welche Güte die Bestellung nennt, mit ihrer UNS-Nummer |
| Warum Oberflächenschäden wichtig sind | Oberflächenzustand, getrennt vom Lieferzustand angegeben |
Wie die der Güteauswahl zugrunde liegenden ausgewiesenen Werte ermittelt werden
| Was ausgewiesen wird | Von der Spezifikation referenzierte Methode | Was die Benennung festlegt |
|---|---|---|
| Sauerstoff und Stickstoff | ASTM E1409 | Interstitialwerte, gemeldet auf angegebener Basis |
| Wasserstoff | ASTM E1447 | Bestimmt durch eine benannte Methode |
| Legierungszusammensetzung | ASTM E539 und ASTM E2371 | Die in den referenzierten Dokumenten genannten spektrometrischen Verfahren |
Die Angabe einer Methode legt fest, wie ein Wert ermittelt wurde. Sie fügt keine Prüfung hinzu, die die Bestellung nicht verlangt hat, und ein noch so gut verstandener Mechanismus ist keine Abnahmegrundlage.
Spezifikationsdetails mit Quellenangabe
Die Chemiefenster für die korrosionsbeständigen Titangüten sind in den Tabellen der ASTM B-Reihe festgelegt, und sie sind eng. ASTM B348 und B265 legen für Grade 7 (UNS R52400) 0,12 bis 0,25 Prozent Palladium fest und für Grade 12 (UNS R53400) 0,2 bis 0,4 Prozent Molybdän mit 0,6 bis 0,9 Prozent Nickel, und das palladiumarme Grade 16 (UNS R52402) trägt 0,04 bis 0,08 Prozent Palladium für Anwendungen, bei denen ein kleinerer Zusatz vorgeschrieben ist. Diese Zusätze im Bruchteil-Prozent-Bereich sind der gesamte technische Unterschied zwischen einem Passivfilm, der heiße reduzierende Säure übersteht, und einem, der sich verdünnt.
Beiyu Titanium liefert diese Korrosionsgüten in den Produktformen, in denen die Frage nach dem Passivfilm üblicherweise auftritt: Das Rohrprogramm umfasst 10 Titangüten, angeboten gegen ASTM B338 für Rohr und ASTM B861 und B862 für nahtlose und geschweißte Rohre, wobei die in Beiyus B338-Leitfaden behandelten Wärmetauscherrohre in Grade 2, 7, 9 und 12 innerhalb dieses Bereichs liegen und die Grades 16 und 17 verfügbar sind, wo eine palladiumarme chemische Zusammensetzung festgelegt ist. Nahtlose Rohre reichen von 5 bis 325 mm Außendurchmesser und geschweißte Rohre von 6,35 bis 1219 mm, sodass eine kleine, spaltanfällige Wärmetauscherverbindung und ein großkalibriger Sammler aus derselben Grade-Entscheidung in einer Anfrage angeboten werden können.
Technische RFQ senden
Geben Sie bei Anfragen für Titan im Korrosionseinsatz Güte, ASTM-Norm, Medium, Temperatur, Chlorid- oder Spaltbedingung, Abmessungen und Dokumentenanforderung an.