Dans de l'acide nitrique à 90 pour cent bouillant sur une surface chauffante, les essais publiés par TIMET indiquent pour le titane non allié 1.0 à 6.6 mpy (0.03 à 0.17 mm/y), tandis que l'acier inoxydable Type 304L présentait 150 à 2900 mpy (3.8 à 73.7 mm/y) dans les mêmes essais TIMET. Cet écart de deux à trois ordres de grandeur explique pourquoi le service à l'acide nitrique constitue l'un des cas les plus favorables au titane. Mais les mêmes données montrent deux éléments qu'un concepteur doit connaître : la vitesse de corrosion atteint son maximum au milieu de la plage de concentration plutôt qu'au sommet, et l'acide nitrique rouge fumant constitue une exclusion absolue.
Titane par rapport à l'acier inoxydable sur une surface chauffante
| Température du métal | titane non allié | Acier inoxydable Type 304L |
|---|---|---|
| 240 F (116 C) | 1.1 à 6.6 mpy (0.03 à 0.17 mm/y) | 150 à 518 mpy (3.8 à 13.2 mm/y) |
| 275 F (135 C) | 1.6 à 6.1 mpy (0.04 à 0.15 mm/y) | 676 à 2900 mpy (17.2 à 73.7 mm/y) |
| 310 F (154 C) | 1.0 à 2.3 mpy (0.03 à 0.06 mm/y) | 722 à 2900 mpy (18.3 à 73.7 mm/y) |
La colonne relative à l'acier inoxydable explique pourquoi l'équipement est spécifié en titane. Cette comparaison présente deux limites objectives. Type 304L n'est pas ce qu'une usine d'acide nitrique spécifierait réellement à cette température : les véritables concurrents sont les austénitiques contenant du silicium tels que UNS S30600, et au-dessus d'environ 80 pour cent d'acide, l'aluminium. La colonne relative au titane doit également être interprétée pour ce qu'elle est : une condition de surface chauffante, bouillante, à une concentration donnée, plus sévère qu'un service en liquide en vrac à la même température.
La partie contre-intuitive : la pire concentration se situe au milieu
Les ingénieurs découvrant le titane supposent souvent qu'un acide plus fort entraîne une attaque plus rapide. Dans de l'acide nitrique pur bouillant, en phase liquide, la courbe publiée montre l'inverse. La vitesse de corrosion augmente à partir d'une valeur proche de zéro à 10 pour cent, puis diminue de nouveau vers 70 pour cent, avec un pic entre les deux. Sur la courbe TIMET, les nuances non alliées et contenant du palladium culminent près de 24 à 26 mpy (0.61 à 0.66 mm/y) quelque part autour de 40 à 50 pour cent en poids, tandis que Grade 12 culmine plus tôt et à un niveau plus faible, près de 15 mpy (0.38 mm/y), et reste plus faible sur toute la plage intermédiaire.
La conséquence pratique : sur cette courbe d'acide pur bouillant, une colonne ou un rebouilleur fonctionnant toute sa durée de vie à 35 pour cent d'acide est soumis à un service plus sévère qu'un autre à 65 pour cent, et un procédé qui traverse la bande intermédiaire est plus sévère que l'un ou l'autre. Indiquez la plage de concentration, et non seulement le maximum.
Le chiffre à utiliser pour dimensionner l'épaisseur de paroi
Avant d'aller plus loin, il convient d'indiquer clairement ce sur quoi les données publiées concordent ou non, car cette page présente deux chiffres pour ce qui semble être le même service. Pour le titane non allié dans de l'acide bouillant à environ 68 à 70 pour cent :
| Source au sein du même manuel | Vitesse |
|---|---|
| La courbe concentration-ébullition pour l'acide pur, lue à 70 pour cent. Liquide bouillant, éprouvette non chauffée ; durée d'exposition non indiquée dans la source citée | Environ 5 mpy (0,13 mm/y) |
| Le tableau du titane dissous, liquide bouillant à 68 pour cent sans ion titane présent, essai de 24 heures | 31.8 mpy (0.81 mm/y) |
Il s'agit de références d'essai différentes, et l'écart ne constitue une erreur dans aucune des deux. Il correspond à la dispersion réelle dans ce service, et les propres données du manuel ailleurs indiquent que l'acide à 70 pour cent bouillant couvre une plage d'environ 2.5 à 37 mpy (0.064 à 0.94 mm/y), également sans durée d'exposition indiquée. La règle de conception qui suit est la partie importante de cette page : dimensionner l'épaisseur de paroi selon le vitesse de corrosion en acide pur non inhibé, de l'ordre de 0,8 mm par an à la concentration la plus défavorable, et considérer l'inhibition par les ions métalliques comme une marge plutôt que comme une base de conception. La raison est exposée dans la section suivante : plusieurs emplacements dans une installation réelle sont exposés à un acide ne contenant aucun ion inhibiteur.
Les cations métalliques dissous inhibent ; les autres contaminants ont l'effet inverse
L'effet est spécifique aux cations métalliques dissous. Le manuel cite le silicium, le chrome, le fer, le titane et les ions de métaux précieux tels que le platine et le ruthénium comme inhibiteurs à l'état de traces. Il ne s'agit pas d'une règle générale relative à la contamination : les sels contenant des chlorures nécessitent leurs propres données, tandis qu'une forte teneur en sels de nitrate fait évoluer le taux dans l'autre sens et produit les valeurs les plus défavorables en acide nitrique pur indiquées dans le manuel. Dans cette limite, dans l'acide nitrique à 68 pour cent bouillant, une faible contamination au chrome a considérablement aggravé le comportement du Type 304L tandis que celui du titane s'est amélioré :
| Chrome en solution | Type 304L recuit | titane non allié |
|---|---|---|
| 0,0 pour cent | 12 à 18 mpy (0.30 à 0.46 mm/y) | 3.5 à 3.8 mpy (0.09 à 0.10 mm/y) |
| 0,0005 pour cent | 12 à 20 mpy (0.30 à 0.51 mm/y) | Non rapporté |
| 0,005 pour cent | 60 à 90 mpy (1.5 à 2.3 mm/y) | 0.9 à 1.6 mpy (0.022 à 0.041 mm/y) |
| 0,05 pour cent | 980 à 1600 mpy (24.9 à 40.6 mm/y) | Non rapporté |
| 0,01 pour cent | Non rapporté | 0.1 à 1.4 mpy (0.003 à 0.036 mm/y) |
Le titane dissous lui-même est un inhibiteur encore plus puissant de la corrosion du titane dans ce service :
| Ion titane ajouté | Dans HNO3 à 40 pour cent | Dans HNO3 à 68 pour cent |
|---|---|---|
| 0 mg/l | 29.5 mpy (0.75 mm/y) | 31.8 mpy (0.81 mm/y) |
| 10 mg/l | Non rapporté | 0.8 mpy (0.02 mm/y) |
| 20 mg/l | 8.6 mpy (0.22 mm/y) | 2.4 mpy (0.06 mm/y) |
| 40 mg/l | 1.9 mpy (0.05 mm/y) | 0.4 mpy (0.01 mm/y) |
| 80 mg/l | 0.8 mpy (0.02 mm/y) | 0.4 mpy (0.01 mm/y) |
Le manuel applique cela aux circuits de recirculation tels que les boucles de rebouilleur de colonne de stripping, où l'inhibition résulte de l'atteinte d'un niveau stable de titane dissous. Deux limites doivent être associées à cela. Premièrement, l'atteinte de ce niveau n'est pas automatique : elle dépend de la surface mouillée, du vitesse de corrosion, du volume de la boucle et du débit d'appoint, et l'effet s'autorégule, car à 0.4 mpy le métal libère beaucoup moins de titane qu'à 31.8 mpy. Une boucle à fort débit d'appoint est plus proche d'un passage unique que ne le suggère le terme recirculant. Deuxièmement, et cela est plus important pour la sécurité, plusieurs parties d'une installation réelle sont exposées à un acide ne contenant aucun ion inhibiteur : les tronçons à passage unique, le démarrage, la période suivant un remplacement d'acide ou un rinçage, et le condensat qui, par ce même mécanisme, est l'acide le plus pur du système. Comparée à une boucle de recirculation à l'équilibre, une éprouvette de laboratoire dans un acide frais non inhibé peut indiquer une valeur plus défavorable, et non meilleure. Les emplacements à passage unique et transitoires énumérés ci-dessus peuvent ressembler à ce cas non inhibé, raison pour laquelle la base de conception ci-dessus utilise le taux non inhibé.
La phase vapeur représente un service différent de la phase liquide
| Nuance | Taux de corrosion |
|---|---|
| titane non allié | 2.0 mpy (0.051 mm/y) |
| Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) | 0.8 mpy (0.020 mm/y) |
| Non allié contenant du palladium | 0.08 mpy (0.002 mm/y) |
L'acide en condensation et le condensat ruisselant constituent le point de défaillance classique en service d'acide nitrique, et le classement des nuances dans ce cas n'est pas le même que dans le liquide. Pour l'acide chaud très pur et pour les conditions de condensation, la préférence publiée va au Grade 1 non allié de plus haute pureté (UNS R50250), et la raison tient au comportement des soudures plutôt qu'à la vitesse du métal de base dans ce tableau. Noter également ce que ce tableau est et n'est pas : des coupons suspendus dans la vapeur au-dessus de l'azéotrope pendant 144 heures. Il ne s'agit pas d'un essai sous film de condensation, et le manuel n'attribue aucune vitesse au condensat ruisselant, où que ce soit.
Cas où le titane est exclu d'emblée
| État | Statut |
|---|---|
| Acide nitrique rouge fumant | Ne pas utiliser. Le mécanisme publié n'est pas une simple corrosion : l'attaque est intergranulaire et laisse un résidu de surface de titane métallique finement divisé, qui est hautement pyrophorique et peut détoner en présence d'un agent oxydant puissant. Le manuel indique la plage de composition nécessaire au développement de la réaction : teneur en eau inférieure à 1,34 pour cent et NO2 supérieure à 6 pour cent, et il présente une zone d'incertitude explicite entre les régions réactive et non réactive. Son annexe évalue séparément l'acide rouge fumant contenant moins d'environ 2 pour cent d'eau comme sensible à l'inflammation ; cette exclusion couvre donc la zone d'incertitujusqu'à cette limite d'environ 2 pour cent d'eau, et non uniquement les compositions inférieures à 1,34 pour cent. Vérifiez votre analyse par rapport à cette plage plutôt qu'à l'appellation, car un flux est rarement désigné comme rouge fumant sur la fiche technique. |
| Acide nitrique blanc fumant | Acceptable selon le même manuel, à environ 0.1 mpy à température ambiante. Ne pas interpréter l'exclusion de l'acide rouge fumant comme couvrant tous les acides fumants. |
| Acide nitrique contenant des chlorures, jusqu'à l'eau régale | Danger quantifié, qui inverse la logique habituelle des nuances. Dans l'essai d'ébullition de 96 heures du manuel sur l'eau régale, trois parts d'acide chlorhydrique pour une part d'acide nitrique, le titane non allié et la nuance contenant du palladium ont chacun atteint 44 mpy (1,12 mm/y), tandis que le Grade 12 a atteint 24 mpy (0,61 mm/y). La nuance contenant du palladium n'a donc présenté aucun avantage par rapport au titane non allié, tandis que le Grade 12 affichait la valeur la plus faible des trois. À température ambiante, le titane est pratiquement insensible à l'eau régale. Les vitesses dans les acides mixtes augmentent lorsque la composante acide réductrice ou la température augmente. |
| Acide nitrique contenant des fluorures | Examen requis. Les fluorures dans l'acide peuvent former de l'acide fluorhydrique, qui attaque rapidement le titane. |
| Acide chaud très pur et condensat de vapeur | Autorisé mais sensible à la nuance. Les vitesses augmentent, les soudures constituent l'élément exposé, et les nuances non alliées de plus haute pureté sont la préférence publiée. |
Une page de fournisseur qui ne répertorie que les lignes favorables n'est pas utilisable pour la conception. L'exclusion de l'acide rouge fumant, en particulier, relève de la sécurité des procédés et doit figurer dans la première discussion, et non dans une note de bas de page.
À indiquer sur la commande
| Ligne de commande | À indiquer |
|---|---|
| Nuance et norme | Grade 2 (UNS R50400) selon ASTM B265 pour la plaque ou ASTM B338 pour le tube couvre la plupart des applications à l'acide nitrique. Grade 12 (UNS R53400) lorsque la plage d'ébullition à concentration intermédiaire est déterminante. Vapeur sans condensation : Grade 7 (UNS R52400). Acide chaud très pur et conditions de condensation lorsque l'attaque des soudures est préoccupante : Grade 1 (UNS R50250). Lorsque les deux s'appliquent, Grade 11 (UNS R52250) est du Grade 1 avec l'ajout de palladium |
| Données de service | Plage de concentration en pourcentage massique, et non seulement le maximum ; température ; si la surface est chauffée ; liquide, vapeur ou condensation ; recirculation ou passage unique |
| Contaminants | Fluorures, chlorures et tous ions métalliques déjà présents dans le flux |
| Exigences de soudage | Nuance du métal d'apport et tout contrôle de soudure, car les soudures constituent la partie exposée dans l'acide pur chaud |
| Certificat | EN 10204 type 3.1 avec numéros de coulée et de versement |
Une remarque issue de l'établissement d'offres pour ce travail : la question qui modifie le plus souvent la réponse n'est pas la concentration de l'acide, mais si la surface en contact avec le fluide est chauffée. Une surface chauffante dans de l'acide bouillant à 90 pour cent et une conduite de liquide en vrac à la même concentration correspondent à des conditions de service différentes et peuvent aboutir à des nuances différentes.
Détails des spécifications avec sources
Les valeurs de corrosion ci-dessus proviennent du manuel publié de résistance à la corrosion du titane de TIMET (Titanium Metals Corporation) : corrosion des surfaces chauffantes en titane et en acier inoxydable dans l'acide nitrique bouillant à 90 pour cent à 240, 275 et 310 F ; effet du chrome sur la corrosion dans l'acide bouillant à 68 pour cent sur trois périodes de 48 heures ; effet du titane dissous lors d'essais de 24 heures à 40 et 68 pour cent ; résistance aux vapeurs d'acide nitrique sur une exposition de 144 heures au-dessus de l'azéotrope bouillant à 70 pour cent ; courbe concentration-ébullition pour les trois nuances ; essai de 96 heures à l'eau régale bouillante ; et mise en garde concernant l'acide nitrique rouge fumant. Les identités des nuances sont conformes à ASTM : Grade 2 sous UNS R50400, Grade 7 sous UNS R52400 avec du palladium à 0.12 à 0.25 pour cent, et Grade 12 sous UNS R53400 avec du molybdène à 0.2 à 0.4 pour cent et du nickel à 0.6 à 0.9 pour cent.
Note sur le champ d'application de ces valeurs : chaque ligne correspond à un essai spécifique, et non à une prévision de service. Les lignes relatives aux surfaces chauffantes concernent une concentration à trois températures de métal ; les lignes relatives aux contaminants concernent des périodes de 48 heures avec remplacement de l'acide à chaque période ; les lignes relatives au titane dissous concernent 24 hours ; les lignes relatives aux vapeurs concernent 144 hours au-dessus d'un azéotrope. Les essais courts dans de l'acide neuf tendent à donner des résultats plus défavorables qu'une boucle de fonctionnement à l'équilibre, ce que démontre précisément le tableau du titane dissous. Utilisez ces données pour classer les nuances et connaître les limites strictes, puis confirmez vos propres conditions de service avec les données réelles du flux. Beiyu Titanium fournit la plaque, le tube et la barre selon les normes indiquées ci-dessus avec un certificat de réception 3.1 selon EN 10204 selon le périmètre de la commande ; les données de corrosion sont des données d'essais publiées par des tiers, et non des résultats d'essais de Beiyu.
Questions fréquemment posées
Quelle nuance de titane pour un service en acide nitrique ? Le Grade 2 non allié couvre la majeure partie de la plage. Grade 12 est la nuance dont la courbe d'ébullition publiée reste la plus basse lorsque les conditions de service se situent dans la plage de concentrations intermédiaires. Les vapeurs et les condensats sont deux cas différents, et la source y répond par deux types de preuves différents. Pour les vapeurs non condensantes, la vitesse du métal de base est déterminante, et dans l'essai de vapeur TIMET de 144 heures, le Grade 7 contenant du palladium (UNS R52400) a atteint 0.08 mpy contre 0.8 pour Grade 12 (UNS R53400) et 2.0 pour le matériau non allié. Pour l'acide très pur chaud et les conditions condensantes, la préoccupation n'est pas le métal de base mais l'attaque accélérée des soudures, et la préférence publiée est alors le Grade 1 non allié de plus grande pureté (UNS R50250). Lorsqu'un flux présente les deux cas, Grade 11 (UNS R52250) est du Grade 1 avec la même addition de palladium ; Grades 16 et 17 sont les options à plus faible teneur en palladium.
Un acide plus concentré est-il toujours plus défavorable ? Non, et c'est l'hypothèse erronée la plus fréquente pour ce service. Dans l'acide nitrique bouillant, la courbe TIMET atteint un maximum autour de 40 à 50 pour cent pour les nuances non alliées et contenant du palladium, puis diminue vers 70 pour cent, de sorte qu'un flux de concentration moyenne peut constituer des conditions de service plus sévères qu'un flux concentré.
Le titane peut-il être utilisé dans l'acide nitrique rouge fumant ? Non. Les recommandations publiées l'excluent en raison du risque de réaction pyrophorique. Traitez ce cas comme une exclusion de sécurité des procédés.
Pourquoi mon coupon de laboratoire a-t-il donné un résultat plus défavorable que l'installation ? Très probablement en raison de l'effet du titane dissous. Dans les essais TIMET de 24 heures, le passage de 0 à 40 mg/l d'ions titane a fait passer la vitesse dans l'acide à 68 pour cent de 31.8 mpy à 0.4 mpy. L'acide neuf dans un essai court ne bénéficie d'aucune de cette inhibition.
Qu'en est-il des acides réducteurs tels que l'acide chlorhydrique ou sulfurique ? C'est le cas inverse et il nécessite une nuance différente. Voir Titane Grade 7 dans les acides réducteurs.
Quelle norme s'applique au matériau ? La plaque et la tôle sont conformes à ASTM B265, le tube à ASTM B338, la barre à ASTM B348. Le guide des plaques est disponible à l'adresse le guide ASTM B265 des tôles et plaques.
Envoyez les données du fluide avec la demande de prix
Envoyez la plage de concentration d'acide, la température, si la surface est chauffée, la phase liquide ou vapeur, la recirculation, les contaminants, ainsi que la nuance, la norme, les dimensions et la quantité à la page de demande de prix de Beiyu. Révisé par Penn Ma, 15 ans d'exportation de produits d'usine en titane. Dernière révision : 2026-09-02.