Le Titanium Grade 2 convient aux services oxydants et aux chlorures neutres. Grade 7 ajoute 0,15% de palladium pour les acides réducteurs. Grade 12 élève le seuil de corrosion caverneuse dans la saumure chaude. Pour le titane non allié, le manuel de corrosion TIMET situe l'apparition dans des interstices prononcées en saumure quasi neutre à environ 93 °C (200 °F), avec une attaque peu probable sous 70 °C (158 °F) dans les saumures chlorurées ; les saumures concentrées de chlorure de calcium ou de magnésium peuvent provoquer une attaque localisée en dessous de cette valeur, et un pH plus bas l'abaisse également. Les solutions acides contenant des fluorures sont dans la plupart des cas hors du domaine d'emploi du titane.
Le titane résiste à la corrosion car il forme un film d'oxyde fin, stable et autorégénérant. Ce film est excellent en eau de mer, en présence de chlorures et en milieu oxydant, et sa principale limite concerne les acides réducteurs forts, pour lesquels on utilise plutôt des nuances au palladium ou faiblement alliées. La nuance appropriée dépend du milieu de service, de la température et du risque de corrosion caverneuse. Ce guide fait correspondre les environnements courants à la nuance adaptée et précise ce qu'il convient de spécifier.
Comment le titane résiste à la corrosion
Le film d'oxyde passif se reforme instantanément en cas de rayure, tant que de l'oxygène ou de l'eau est présent. C'est pourquoi le titane commercialement pur se comporte si bien en eau de mer et dans les acides oxydants. Dans les acides réducteurs chauds et pauvres en oxygène, le film est plus difficile à maintenir, c'est pourquoi une nuance au palladium (Grade 7) ou au molybdène et nickel (Grade 12) est utilisée pour conserver une surface passive.
Choix de nuance selon le milieu de service
| Environnement de service | Nuance adaptée | Pourquoi |
|---|---|---|
| Eau de mer, saumure, littoral et milieu marin | Grade 2 (Grade 12 pour saumure chaude) | Passif et résistant à la corrosion par piqûres en présence de chlorures |
| Acides oxydants et chlore humide | Grade 2 | Film d'oxyde stable en milieu oxydant |
| Acides réducteurs (HCl, H2SO4, phosphorique) et risque de corrosion caverneuse | Grade 7, Grade 12 | Le palladium ou le couple Mo-Ni augmentent la passivité et résistent à la corrosion caverneuse |
| Chlorures chauds, saumure et service en milieu acide (sour service) | Grade 12 | Résistance à la corrosion caverneuse et à la saumure chaude, à résistance mécanique intermédiaire |
| Résistance mécanique et à la corrosion (pompes, arbres, vannes, éléments de fixation) | Grade 5, Grade 23 | Haute résistance mécanique avec une bonne résistance générale à la corrosion |
Applications courantes
Le Grade 2 est la nuance de référence pour les échangeurs de chaleur, réacteurs, colonnes et tuyauteries de procédés chimiques, pour les évaporateurs et condenseurs des installations de dessalement MSF et MED, ainsi que pour les tuyauteries en eau de mer et le service offshore. Les Grade 7 et Grade 12 sont spécifiés lorsque le procédé fonctionne avec des acides réducteurs, de la saumure chaude ou des conditions chlorurées qui exposeraient le titane commercialement pur à un risque de corrosion caverneuse. Les Grade 5 et Grade 23 sont utilisés lorsque la pièce doit à la fois supporter une charge et résister à la corrosion, comme les composants de pompes et de vannes.
| Nuance | Applications indiquées dans le guide |
|---|---|
| Grade 2 | Échangeurs de chaleur, réacteurs, colonnes et tuyauteries de procédés chimiques ; évaporateurs et condenseurs des usines de dessalement MSF et MED ; tuyauteries d’eau de mer et service offshore |
| Grade 7 et Grade 12 | Lorsque le procédé utilise des acides réducteurs, de la saumure chaude ou des conditions chlorurées susceptibles de provoquer une corrosion caverneuse sur du titane commercialement pur |
| Grade 5 et Grade 23 | Lorsque la pièce doit supporter une charge tout en résistant à la corrosion, comme les composants de pompes et de vannes |
Pour les réservoirs, la tuyauterie, les vannes et les buses d'une ligne de dosage ou de remplissage, voir comment ces choix de nuances sont appliqués aux pièces en titane en contact avec le fluide dans les équipements de remplissage de liquides.
Formes et comment spécifier
| Forme de produit | Norme à citer |
|---|---|
| Tôle et plaque | ASTM B265 |
| Tube | ASTM B338 |
| Barre | ASTM B348 |
| Pièces forgées | ASTM B381 |
La même nuance est fournie dans plusieurs formes de produit, le choix anticorrosion et la forme se spécifient donc ensemble. Indiquez la nuance, la norme (ASTM B265 pour la tôle et la plaque, B338 pour le tube, B348 pour la barre, B381 pour les pièces forgées), la forme et les dimensions, le milieu et la température, ainsi que la portée du certificat. Le matériau est fourni avec des certificats matière et EN 10204 3.1 selon la portée de la commande.
| Champ à indiquer | Informations à fournir |
|---|---|
| Nuance | La nuance requise par les conditions de corrosion |
| Norme | La norme produit correspondant à la forme commandée |
| Forme et dimensions | La forme et ses dimensions |
| Milieu et température | Le milieu de service et la température de fonctionnement |
| Périmètre du certificat | Le matériau est fourni avec des certificats matière et EN 10204 3.1 selon le périmètre de la commande |
Voir comment les nuances se comparent globalement dans le guide de comparaison des nuances de titane, puis choisissez une forme : barre en titane, tôle et plaque de titane, ou tube en titane. Pour une comparaison de matériaux plus large, consultez le guide titane vs acier inoxydable. Envoyez le milieu et les exigences à [email protected] pour une recommandation de nuance et un devis.
Transformer une décision relative à la corrosion en lignes de commande
Une nuance choisie pour des raisons de corrosion doit encore être achetée, et les champs qui déterminent si la matière livrée correspond à cette décision ne sont pas des champs relatifs à la corrosion. Trois d'entre eux sont ceux auxquels les demandes s'arrêtent le plus souvent.
| Domaine de commande | Pourquoi la décision relative à la corrosion en dépend |
|---|---|
| Nuance avec son numéro UNS | Les numéros de Grade se répètent d'une spécification à l'autre, et le numéro UNS est celui qui fixe le tableau de composition |
| Milieu de service, concentration et température | Une nuance est sélectionnée en fonction des trois, donc en indiquer un seul ne constitue pas une base de sélection |
| Spécification applicable | Détermine les limites par rapport auxquelles le certificat présente les résultats pour la forme achetée |
| Forme du produit avec dimensions et tolérance | La même nuance constitue un achat différent sous forme de barre, plaque, tube ou fil |
| État de livraison et surface | Deux champs distincts, et la surface est celle qui est en contact avec le milieu |
| Rapports requis | Détermine si le certificat répond à ce que le contrôle à réception demandera |
L'état de surface, le marquage, l'emballage, les rapports requis et le traitement des matières rejetées sont tous des éléments qu'une commande est censée comporter dans la norme relative aux barres et billettes ASTM B348 (ASTM B348, informations de commande). Un choix de nuance effectué avec soin puis inscrit sur une commande uniquement comme numéro de nuance laisse chacun de ces éléments à une valeur par défaut.
Détails des spécifications avec sources
Pour le titane non allié dans des interstices étroites contenant une saumure saturée de chlorure de sodium quasi neutre, Corrosion Resistance of Titanium de TIMET indique que l’attaque devient possible à environ 93 °C (200 °F) et au-delà, alors qu’elle est peu probable en dessous de 70 °C (158 °F); un pH plus faible ou de fortes concentrations d’ions calcium ou magnésium peuvent abaisser la température d’amorçage. Cette plage explique pourquoi les faces de joints et les assemblages tube-plaque tubulaire en service de saumure chaude font l’objet de l’examen le plus attentif.
Lorsque le service se situe dans cette fenêtre de risque, les nuances contenant du palladium modifient la situation : Grade 7 (UNS R52400) ajoute 0.12 à 0.25 wt% de palladium selon les exigences chimiques de ASTM B265, et Grade 12 (UNS R53400) utilise 0.2 à 0.4 wt% de molybdène avec 0.6 à 0.9 wt% de nickel afin d’augmenter la résistance à la corrosion caverneuse à un coût d’alliage inférieur à celui de Grade 7.
Une fois la nuance choisie, les comparaisons côté fournisseur par famille de produits sont regroupées dans le index des listes de fournisseurs de titane.
Sources de référence
- TIMET, Corrosion Resistance of Titanium (manuel technique)
- ASTM B265 / B338 / B348 / B381, spécifications de produits en titane
- ASTM G48, Méthodes d’essai normalisées pour la résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse
- Documentation NACE / AMPP sur la corrosion du titane en service dans les chlorures et les acides réducteurs
- ASM Handbook, Volume 13B, Corrosion : matériaux