El titanio es un metal reactivo. Lo protege una película de dióxido de titanio de solo unos nanómetros de espesor que se forma en cuanto el metal entra en contacto con aire o agua y vuelve a formarse en milisegundos tras dañarse, siempre que haya oxígeno o humedad. La película falla donde se excluye el oxígeno o donde hay fluoruros.
La reputación del titanio por su resistencia a la corrosión es ligeramente engañosa. El propio metal es reactivo, muy reactivo. Lo que lo protege es una película de unos pocos nanómetros de espesor que se forma en el instante en que el titanio entra en contacto con el aire o el agua: una capa de dióxido de titanio (TiO₂) unida con tal firmeza y que se reforma con tal rapidez que el metal subyacente queda efectivamente aislado. Comprenda esa película, cómo funciona y los pocos lugares donde no funciona, y la selección de la calidad de titanio deja de ser una conjetura.
La película pasiva y por qué es especial
El titanio desnudo se oxida inmediatamente. Eso parece un problema; es toda la defensa. El óxido que se forma es denso, bien adherido y químicamente estable y, de forma crucial, es autorregenerable: ráyelo, hágale una muesca, mecanícelo y, mientras haya una traza de oxígeno o agua, se reforma en milisegundos. No existe una ventana lenta de «repasivación» que una grieta pueda aprovechar, por lo que el titanio resiste condiciones que provocan corrosión por picaduras y corrosión por resquicio en el acero inoxidable.
Esa película es la razón por la que el titanio comercialmente puro Titanio Grade 2 resiste el agua de mar, el cloro húmedo, los ácidos oxidantes y la mayoría de las aguas naturales casi indefinidamente, incluso en entornos donde el acero inoxidable 316 falla discretamente. Para detalles sobre aplicaciones marinas y agua de mar, consulte titanio para aplicaciones marinas y agua de mar.
| Propiedad de la película pasiva | Qué indica la guía |
|---|---|
| Composición | Dióxido de titanio (TiO2) |
| Espesor | Unos pocos nanómetros |
| Cuándo se forma | En cuanto el metal entra en contacto con aire o agua |
| Comportamiento tras sufrir daños | Se regenera en milisegundos mientras haya una mínima presencia de oxígeno o agua |
| Consecuencia para el agrietamiento | No existe un intervalo de repasivación lenta que permita avanzar a una grieta |
Los tres lugares donde la película tiene dificultades
La capa pasiva necesita las condiciones adecuadas para formarse y mantenerse. Tres situaciones eliminan esas condiciones:
| Condición | Qué sucede | Regla práctica |
|---|---|---|
| Ácidos reductores fuertes (HCl, H₂SO₄, fosfórico) sin un oxidante, especialmente en caliente | No hay oxígeno para mantener TiO₂; la película se adelgaza y el metal se corroe | Pase a Grade 7 o Grade 12; compruebe el límite de temperatura/concentración |
| Ácido fluorhídrico (HF) o fluoruro libre en servicio acuoso ácido | Incluso el HF diluido puede atacar rápidamente el titanio; el fluoruro libre en medio ácido puede formar HF | TIMET no recomienda el titanio para HF ni para soluciones que contengan fluoruro por debajo de pH 7. El fluoruro totalmente complejado, o el servicio con fluoruro diluido e iones inhibidores documentados, requiere una revisión de corrosión independiente |
| Resquicios estrechos en cloruros calientes | El oxígeno se agota dentro del hueco. Según el manual de corrosión de TIMET, la corrosión por resquicio en salmueras de cloruros es poco probable por debajo de 70 °C (158 °F), y en resquicios estrechos en salmuera casi neutra resulta posible para el titanio sin alear a partir de aproximadamente 93 °C (200 °F); las salmueras concentradas de cloruro de calcio o magnesio pueden atacar por debajo de la cifra de 70 °C | Grade 7/12 para salmueras calientes; tenga en cuenta el diseño de juntas y uniones |
Cómo la aleación corrige los puntos débiles
Esta es precisamente la razón por la que existen las calidades resistentes a la corrosión. No hacen que el titanio sea "más resistente" al ácido por fuerza bruta: mantienen estable la película pasiva allí donde el titanio puro no puede hacerlo.
- Grade 7 (Ti-0.15Pd): una pequeña adición de paladio desplaza el potencial de corrosión del titanio al intervalo pasivo, por lo que la película resiste en ácidos reductores y cloruros calientes que eliminarían Grade 2. Ese coste adicional proporciona un margen seguro mucho más amplio en servicio químico agresivo.
- Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni): el molibdeno y el níquel mejoran la resistencia a la corrosión por resquicio a temperatura elevada con un coste inferior al de Grade 7, una elección habitual para salmuera caliente y equipos de proceso con cloruros.
La calidad es una decisión de corrosión antes de ser una decisión de resistencia. Elegir Grade 2 para una línea de HCl diluido caliente porque "el titanio resiste los ácidos" es la forma en que falla una pieza de titanio. La respuesta correcta es Grade 7. Suministramos tubo Grade 7 (Ti-0.15Pd) y barra, así como material Grade 12, para exactamente estas aplicaciones.
| Calidad | Adición | Función que indica la guía |
|---|---|---|
| Grade 7 | Ti-0.15Pd | Una pequeña adición de paladio desplaza el potencial de corrosión del titanio al intervalo pasivo, por lo que la película se mantiene en ácidos reductores y cloruros calientes que eliminarían la de Grade 2 |
| Grade 12 | Ti-0.3Mo-0.8Ni | El molibdeno y el níquel mejoran la resistencia a la corrosión por resquicio a temperaturas elevadas con un coste inferior al de Grade 7, una opción habitual para equipos de proceso con salmuera caliente y cloruros |
Qué proporcionar a un proveedor para que la calidad sea correcta
- La composición química: qué ácido/medio, concentración y si hay algún oxidante presente.
- Temperatura: la variable individual más importante; una calidad adecuada a 25 °C puede no serlo a 90 °C.
- Cualquier fluoruro: indique la concentración, el pH, la temperatura y si el fluoruro está libre o totalmente complejado. TIMET no recomienda el titanio para HF ni para soluciones que contengan fluoruro por debajo de pH 7; el servicio con fluoruro diluido complejado o específicamente inhibido necesita una revisión de corrosión independiente.
- Geometría: los resquicios, las juntas y las uniones estrechas modifican el riesgo de corrosión por resquicio.
| Información que debe facilitar al proveedor | Detalle |
|---|---|
| La composición química | El ácido o medio, la concentración y la presencia de algún oxidante |
| Temperatura | La variable más importante; una calidad adecuada a 25 C puede no serlo a 90 C |
| Cualquier fluoruro | Indique la concentración, el pH, la temperatura y si el fluoruro está libre o totalmente complejado. No seleccione titanio por defecto para HF ni para soluciones que contengan fluoruro por debajo de pH 7; revise por separado los casos complejados o específicamente inhibidos |
| Geometría | Los resquicios, las juntas de estanqueidad y las uniones estrechas modifican el riesgo de corrosión por resquicio |
Envíe esos datos con su Enviar una consulta y la selección de calidad se deriva del entorno, no de una frase de marketing.
Preguntas frecuentes
¿El titanio es completamente resistente a la corrosión?
No. Es excelente en entornos oxidantes, neutros y con cloruros debido a su película pasiva de óxido, pero se corroe en ácidos reductores fuertes sin un oxidante y es atacado por el ácido fluorhídrico. La calidad y la temperatura determinan el límite.
¿Por qué el titanio supera al acero inoxidable en agua de mar?
El acero inoxidable depende de una película de óxido de cromo que sufre corrosión por picaduras y por resquicio en presencia de cloruros; la película de TiO₂ del titanio es mucho más estable en cloruros y se regenera instantáneamente, por lo que resiste la corrosión por picaduras y el ataque por resquicio que afectan al 316.
¿Puedo utilizar titanio con ácido clorhídrico o sulfúrico?
A veces: depende de la concentración, la temperatura y la calidad. Grade 2 es limitado; Grade 7 (Ti-0.15Pd) amplía considerablemente el rango seguro. Compruebe siempre un gráfico de corrosión para las condiciones exactas y nunca utilice titanio con HF.
¿La película de óxido se desgasta?
Puede eliminarse mecánicamente (rayado, mecanizado), pero se vuelve a formar inmediatamente allí donde haya oxígeno o agua. La abrasión continua en un medio sin oxígeno es el caso poco habitual en el que la pasividad no puede mantenerse.
Qué explica la película pasiva y qué no
La película de óxido explica por qué el titanio se comporta como lo hace en un entorno determinado. No determina si un artículo entregado es aceptable, porque la aceptación depende de la composición y de los resultados mecánicos, que se miden en lugar de deducirse.
| Explicado por la película | Determinado por la medición y el pedido |
|---|---|
| Por qué el metal es estable en condiciones oxidantes | Límites de composición, notificados por colada |
| Por qué los ácidos reductores necesitan una calidad diferente | Qué calidad indica el pedido, con su número UNS |
| Por qué importan los daños superficiales | Estado superficial, indicado por separado del estado de suministro |
Cómo se obtienen los valores notificados que sustentan la selección de la calidad
| Qué se comunica | Método al que hace referencia la especificación | Qué aclara indicarlo |
|---|---|---|
| Oxígeno y nitrógeno | ASTM E1409 | Elementos intersticiales notificados sobre una base indicada |
| Hidrógeno | ASTM E1447 | Determinado mediante un método identificado |
| Composición de la aleación | ASTM E539 y ASTM E2371 | Las vías espectrométricas indicadas en los documentos de referencia |
Indicar un método aclara cómo se obtuvo un valor. No añade un examen que el pedido no haya solicitado, y un mecanismo, por bien que se comprenda, no es una base de aceptación.
Detalles de especificación con fuentes
Los intervalos de composición química de las calidades de titanio resistentes a la corrosión se establecen en las tablas de la serie B de ASTM, y son estrechos. ASTM B348 y B265 especifican Grade 7 (UNS R52400) con un 0.12 a 0.25 por ciento de paladio y Grade 12 (UNS R53400) con un 0.2 a 0.4 por ciento de molibdeno y un 0.6 a 0.9 por ciento de níquel, y Grade 16 (UNS R52402), de bajo contenido de paladio, contiene un 0.04 a 0.08 por ciento de paladio para servicios donde se especifica una adición menor. Esas adiciones de fracciones porcentuales constituyen toda la diferencia técnica entre una película pasiva que resiste el ácido reductor caliente y otra que se adelgaza.
Beiyu Titanium suministra estas calidades resistentes a la corrosión en las formas de producto en las que suele plantearse la cuestión de la película: el programa de tubos abarca 10 calidades de titanio ofertadas según ASTM B338 para tubo y ASTM B861 y B862 para tubo sin soldadura y soldado, con los tubos de intercambiador Grade 2, 7, 9 y 12 cubiertos en la guía B338 de Beiyu dentro de esa gama, y Grades 16 y 17 disponibles cuando se especifica una composición con poco paladio. El tubo sin soldadura abarca de 5 a 325 mm de diámetro exterior y el tubo soldado de 6.35 a 1219 mm, por lo que una unión de intercambiador de pequeño diámetro propensa a resquicios y un colector de gran diámetro pueden ofertarse a partir de la misma decisión de calidad en una sola consulta.
Envíe una solicitud de oferta técnica
Para solicitudes de oferta de titanio para servicio de corrosión, incluya calidad, norma ASTM, medio, temperatura, condición de cloruros o resquicios, dimensiones y requisito documental.