El titanio Grade 2 admite servicio con cloruros oxidantes y neutros. Grade 7 añade 0,15% de paladio para ácidos reductores. Grade 12 eleva el umbral de corrosión por resquicio en salmuera caliente. Para el titanio sin alear, el manual de corrosión de TIMET sitúa el inicio en resquicios estrechos en salmuera casi neutra en aproximadamente 93 °C (200 °F), con ataque poco probable por debajo de 70 °C (158 °F) en salmueras de cloruros; las salmueras concentradas de cloruro de calcio o magnesio pueden causar ataque localizado por debajo de esa cifra, y un pH más bajo también la reduce. Las soluciones ácidas que contienen fluoruros quedan fuera del ámbito de uso del titanio en la mayoría de los casos.
El titanio resiste la corrosión porque forma una película de óxido fina, estable y autorreparable. Esta película es excelente en agua de mar, cloruros y medios oxidantes, y el principal límite son los ácidos reductores fuertes, donde se utilizan en su lugar calidades con paladio y aleaciones de bajo contenido. La calidad adecuada depende del medio de servicio, de la temperatura y de si la corrosión por resquicio representa un riesgo. Esta guía relaciona los entornos habituales con la calidad adecuada para cada uno y lo que se debe especificar.
Cómo resiste el titanio la corrosión
La película pasiva de óxido se vuelve a formar instantáneamente si se raya, siempre que haya oxígeno o agua presentes. Por ello, el titanio comercialmente puro ofrece tan buen rendimiento en agua de mar y ácidos oxidantes. En ácidos reductores calientes con poco oxígeno, la película es más difícil de mantener, por lo que se utiliza una calidad con paladio (Grade 7) o con molibdeno y níquel (Grade 12) para mantener la superficie pasiva.
Selección de calidad según el medio de servicio
| Entorno de servicio | Calidad adecuada | Motivo |
|---|---|---|
| Agua de mar, salmuera, zonas costeras y marinas | Grade 2 (Grade 12 para salmuera caliente) | Pasivo y resistente a la corrosión por picaduras en cloruros |
| Ácidos oxidantes y cloro húmedo | Grade 2 | Película de óxido estable en medios oxidantes |
| Ácidos reductores (HCl, H2SO4, fosfórico) y riesgo de corrosión por resquicio | Grade 7, Grade 12 | El paladio o Mo-Ni aumentan la pasividad y resisten el ataque por resquicio |
| Cloruros calientes, salmuera y servicio ácido | Grade 12 | Resistencia al resquicio y a la salmuera caliente con resistencia intermedia |
| Resistencia mecánica más resistencia a la corrosión (bombas, ejes, válvulas, elementos de fijación) | Grade 5, Grade 23 | Alta resistencia con buena resistencia general a la corrosión |
Aplicaciones habituales
Grade 2 es la calidad de uso general para intercambiadores de calor de proceso químico, reactores, columnas y tuberías, para los evaporadores y condensadores de plantas de desalinización MSF y MED, y para tuberías de agua de mar y servicio offshore. Grade 7 y Grade 12 se especifican cuando el proceso utiliza ácidos reductores, salmuera caliente o condiciones de cloruros que supondrían riesgo de corrosión por resquicio en titanio comercialmente puro. Grade 5 y Grade 23 se utilizan cuando la pieza debe soportar carga además de resistir la corrosión, como en componentes de bombas y válvulas.
| Calidad | Dónde indica la guía que se utiliza |
|---|---|
| Grade 2 | Intercambiadores de calor, reactores, columnas y tuberías para procesos químicos; evaporadores y condensadores de plantas desalinizadoras MSF y MED; tuberías de agua de mar y servicio en instalaciones marinas |
| Grade 7 y Grade 12 | Cuando el proceso utiliza ácidos reductores, salmuera caliente o condiciones con cloruros que supondrían un riesgo de corrosión por resquicio para el titanio comercialmente puro |
| Grade 5 y Grade 23 | Cuando la pieza debe soportar cargas además de resistir la corrosión, como en componentes de bombas y válvulas |
Para depósitos, tuberías, válvulas y boquillas de una línea de dosificación o llenado, consulte cómo se aplican esas selecciones de calidad a las piezas de titanio en contacto con el fluido en equipos de llenado de líquidos.
Formas y cómo especificarlas
| Forma del producto | Norma que debe citarse |
|---|---|
| Chapa fina y chapa gruesa | ASTM B265 |
| Tubo | ASTM B338 |
| Barra | ASTM B348 |
| Piezas forjadas | ASTM B381 |
La misma calidad se suministra en distintas formas de producto, por lo que la selección para corrosión y la forma se especifican conjuntamente. Indique la calidad, la norma (ASTM B265 para chapa fina y chapa gruesa, B338 para tubo, B348 para barra, B381 para piezas forjadas), la forma y las dimensiones, el medio y la temperatura, y el alcance del certificado. El material se suministra con certificados de materiales y certificado de inspección EN 10204 3.1 según el alcance del pedido.
| Campo que debe indicarse | Qué aportar |
|---|---|
| Calidad | La calidad que exigen las condiciones de corrosión del servicio |
| Norma | La norma de producto correspondiente a la forma solicitada |
| Forma y dimensiones | La forma y sus dimensiones |
| Medio y temperatura | El medio de servicio y la temperatura de funcionamiento |
| Alcance del certificado | El material se suministra con certificados de materiales y EN 10204 3.1 según el alcance del pedido |
Consulte cómo se comparan las calidades en conjunto en la guía comparativa de calidades de titanio, después elija una forma: barra de titanio, chapa fina y chapa gruesa de titanio, o tubo y tubería de titanio. Para una comparación más amplia de materiales, lea la guía de titanio frente a acero inoxidable. Envíe el medio y los requisitos a [email protected] para obtener una recomendación de calidad y una oferta.
Convertir una decisión sobre corrosión en líneas del pedido
Una calidad seleccionada por motivos de corrosión aún debe comprarse, y los campos que determinan si el material entregado corresponde a la decisión no son campos de corrosión. En tres de ellos es donde las consultas suelen quedarse incompletas.
| Campo del pedido | Por qué la decisión sobre corrosión depende de ello |
|---|---|
| Calidad con su número UNS | Los números de calidad se repiten entre especificaciones, y el número UNS es el que fija la tabla de composición |
| Medio de servicio, concentración y temperatura | Una calidad se selecciona en función de los tres, por lo que citar solo uno no constituye una base de selección |
| Especificación aplicable | Establece los límites frente a los que informa el certificado para la forma adquirida |
| Forma del producto con dimensiones y tolerancia | La misma calidad supone una compra diferente como barra, chapa gruesa, tubo o alambre |
| Estado de entrega y superficie | Dos campos separados, y la superficie es la que entra en contacto con el medio |
| Informes requeridos | Determina si el certificado responde a lo que solicitará la inspección de recepción |
El estado superficial, el marcado, el embalaje, los informes exigidos y el destino del material rechazado son datos que se espera que contenga un pedido en la especificación de barras y tochos ASTM B348 (ASTM B348, información para pedidos). Una calidad elegida cuidadosamente y luego indicada en el pedido solo mediante su número deja todos esos datos al criterio predeterminado.
Detalles de especificación con fuentes
Para el titanio sin alear en resquicios estrechos en salmuera saturada de cloruro sódico casi neutra, Corrosion Resistance of Titanium de TIMET indica que el ataque puede producirse a partir de unos 93 °C (200 °F), mientras que es poco probable por debajo de 70 °C (158 °F); un pH más bajo o concentraciones elevadas de iones de calcio o magnesio pueden reducir la temperatura de inicio. Ese intervalo explica por qué las caras de las juntas y las uniones entre tubos y placas tubulares en servicio con salmuera caliente reciben la revisión más minuciosa.
Cuando el servicio se encuentra dentro de ese intervalo de riesgo, las calidades con paladio cambian la situación: Grade 7 (UNS R52400) incorpora de 0.12 a 0.25 wt% de paladio conforme a los requisitos químicos de ASTM B265, y Grade 12 (UNS R53400) utiliza de 0.2 a 0.4 wt% de molibdeno con de 0.6 a 0.9 wt% de níquel para aumentar la resistencia a la corrosión por resquicio con un menor coste de aleación que Grade 7.
Una vez elegida la calidad, las comparaciones de proveedores por familia de productos se recopilan en el índice de listas de proveedores de titanio.
Fuentes de referencia
- TIMET, Corrosion Resistance of Titanium (manual técnico)
- ASTM B265 / B338 / B348 / B381, especificaciones de productos de titanio
- ASTM G48, Métodos de ensayo normalizados para la resistencia a la corrosión por picaduras y por resquicio
- Bibliografía de NACE / AMPP sobre corrosión del titanio en servicio con cloruros y ácidos reductores
- ASM Handbook, volumen 13B, Corrosión: materiales