Grade 2 titanium handles most seawater and chemical service, but in hot, tight, chloride-rich crevices it can start to corrode where a plain commercially pure grade has no answer. Grade 12 is the grade the chemical and process industries reach for at that point: a small molybdenum and nickel addition that pushes back the crevice-corrosion limit and adds strength, at a fraction of the cost of the palladium grades. This guide covers what Grade 12 is, the exact conditions where Grade 2 gives out, how far Grade 12 extends the envelope, and how to specify and verify it. The Grade 12 titanium data sheet carries the UNS R53400 identity and the Ti-0.3Mo-0.8Ni composition behind it.
Che cos'è Grade 12 e dove si colloca tra Grade 2 e Grade 7?
Grade 12 è titanio con un'aggiunta nominale di 0,3% di molibdeno e 0,8% di nichel, UNS R53400, Werkstoff 3.7105. Il contenuto di elementi di lega è basso, quindi si lavora e si salda in modo simile al titanio commercialmente puro, ma molibdeno e nichel aumentano sia la resistenza meccanica sia la resistenza alla corrosione interstiziale rispetto al Grade 2.
| Campo | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| Lega | Titanio con aggiunta nominale di 0,3 per cento di molibdeno e 0,8 per cento di nichel |
| UNS | R53400 |
| Werkstoff | 3.7105 |
| Fabbricazione | La lega è ridotta, quindi si fabbrica come i gradi commercialmente puri da cui deriva |
Nella graduatoria di resistenza alla corrosione in cloruri e salamoie calde, Grade 12 si colloca a metà: superiore ai gradi commercialmente puri, inferiore al grado al palladio (Grade 7) e molto meno costoso di Grade 7 perché non contiene metalli preziosi. Quando un fluido è troppo aggressivo per Grade 2 ma non giustifica il palladio, Grade 12 è generalmente il grado che colma la differenza. Il caso degli acidi riducenti è trattato nella nostra guida al Grade 7 per acidi riducenti, e la scelta tra i normali gradi CP nella nostra guida alla selezione del grado di titanio CP.
Quando Grade 2 inizia a cedere e quale problema risolve Grade 12?
Il punto debole del Grade 2 è la corrosione interstiziale: in spazi stretti come sotto le guarnizioni, nei giunti mandrinati tubo-piastra tubiera o sotto i depositi, l'ambiente chimico nell'interstizio diventa acido e il film protettivo si deteriora. Il rischio diventa concreto quando l'impiego in cloruri caldi supera circa 70 a 80°C in interstizi stretti. Al di sotto, Grade 2 è normalmente adeguato; al di sopra, un interstizio stretto in salamoia è il punto in cui iniziano i cedimenti.
| Dove Grade 2 inizia a non essere adeguato | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| Corrosione interstiziale | In spazi stretti come sotto le guarnizioni, in giunti tubo-piastra tubiera rullati o sotto depositi, dove la composizione chimica ristagna |
Grade 12 risolve proprio questa modalità di cedimento. Molibdeno e nichel mantengono stabile il film nell'interstizio acidificato, estendendo il campo di impiego sicuro per salamoie calde e interstizi in presenza di cloruri ben oltre il punto in cui Grade 2 cede, con segnalazioni di resistenza interstiziale utile oltre 250°C in salamoia ad alta temperatura. Per il progettista, ciò significa che Grade 12 consente di mantenere in titanio uno scambiatore di calore o un recipiente per salamoia calda anziché passare a una lega molto più costosa.
Fin dove arriva realmente la resistenza alla corrosione interstiziale del Grade 12?
La graduatoria seguente indica l'ordine pratico di scelta per impieghi con interstizi in cloruri e salamoie calde. I valori sono indicativi e provengono dalla letteratura sulla corrosione del titanio, non sono garanzie di progetto, perché l'impiego reale dipende da temperatura, pH, concentrazione di cloruri e ristrettezza degli interstizi.
| Grado | Resistenza alla corrosione interstiziale nei cloruri caldi | Costo relativo | Nota |
|---|---|---|---|
| Grade 2 (CP) | Limitata; rischio sopra circa 70 a 80°C in interstizi stretti | Il più basso | Grado di riferimento al di sotto della soglia di corrosione interstiziale |
| Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) | Estesa; utile oltre 250°C in salamoia calda | Moderata | Senza metalli preziosi, aumenta la resistenza meccanica |
| Grade 7 (Ti-Pd) | La più alta dei tre | Alto (palladio) | Per acidi riducenti e gli interstizi più severi |
Nella specifica contano due limiti. Primo, Grade 12 migliora la resistenza alla corrosione interstiziale ma non è un grado per acidi riducenti; negli impieghi a basso pH, indicativamente sotto pH 3, il suo vantaggio si riduce e Grade 7 diventa la scelta corretta. Secondo, una temperatura più alta non implica sempre un attacco interstiziale peggiore: è quindi la composizione chimica effettiva del fluido, non soltanto la temperatura massima, a determinare il grado. Quando il fluido attacca il titanio stesso, si passa alle leghe di nichel, motivo per cui includiamo entrambe le famiglie per apparecchiature chimiche.
Dove è indicato Grade 12 e dove non lo è?
Grade 12 è un grado per processi chimici e salamoie. È specificato per scambiatori di calore e condensatori con salamoie calde o acqua di raffreddamento contenente cloruri, evaporatori e cristallizzatori, recipienti e tubazioni per impieghi cloro-alcali e salamoie, nonché applicazioni geotermiche e ad alta temperatura e pressione nelle quali la corrosione interstiziale comprometterebbe prematuramente Grade 2. La maggiore resistenza meccanica rispetto al Grade 2 è utile anche nei componenti in pressione.
| Dove è appropriato Grade 12 | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| Scambiatori di calore e condensatori | Su salamoia calda o acqua di raffreddamento clorurata |
| Evaporatori | E le altre apparecchiature di processo a cloruri caldi indicate dalla guida |
Non è il grado adatto agli acidi fortemente riducenti, dove il pH è troppo basso perché il suo meccanismo sia efficace e Grade 7 giustifica il palladio. È inoltre superfluo al di sotto della soglia di corrosione interstiziale, dove Grade 2 svolge già la funzione a costo inferiore. Gli impieghi chimici generali e negli scambiatori di calore del Grade 2 sono trattati nella nostra guida al Grade 2 per applicazioni chimiche e scambiatori di calore, e gli impieghi in acqua di mare nella nostra guida alla resistenza alla corrosione del titanio in acqua di mare.
Norme, forme ed equivalenti
Grade 12 è un grado per semilavorati nelle comuni forme lavorate per deformazione plastica. Specificare la norma della forma corrispondente al componente e annotare le designazioni dei diversi sistemi affinché un acquirente che utilizza qualsiasi convenzione identifichi lo stesso metallo.
| Proprietà | Dettaglio |
|---|---|
| Numero UNS | R53400 |
| Werkstoff-Nr. | 3.7105 |
| Composizione nominale | Ti-0.3Mo-0.8Ni |
| Barra e billetta | ASTM B348 |
| Lamiera sottile, nastro e lamiera spessa | ASTM B265 |
| Tubo (senza saldatura e saldato) | ASTM B338 |
| Certificato | EN 10204 3.1 con numero di colata e composizione chimica completa |
Come leggere il certificato del materiale Grade 12 alla ricezione
Grade 12 costa più di Grade 2 per due ragioni, ed entrambe devono essere visibili sul certificato prima di accettare il materiale:
| Controllo sul MTC | Cosa verificare | Perché conta |
|---|---|---|
| Molibdeno e nichel per colata | Confermare che il certificato riporti molibdeno vicino a 0,3% e nichel vicino a 0,8% per la colata consegnata, non soltanto la dicitura Grade 12. | Questi due elementi sono l'unica ragione del passaggio al grado superiore, quindi un certificato che li omette non dimostra che sia stato ricevuto Grade 12 anziché Grade 2 rietichettato. |
| Proprietà meccaniche per la forma e la dimensione ordinate | Leggere il carico di snervamento e la resistenza a trazione rispetto alla norma per la forma ordinata, poiché lamiera spessa, tubo e barra vengono sottoposti a prove su basi diverse. | Grade 12 presenta una resistenza superiore a Grade 2, ma il criterio di accettazione deve comunque corrispondere alla forma e alla dimensione ordinate. |
Completare poi la verifica della tracciabilità: il numero di colata sul certificato deve corrispondere alla marcatura sul tubo, sulla lamiera spessa o sulla barra. L'errore che sfugge agli acquirenti è accettare un certificato che indica Grade 12 senza riportare i risultati effettivi di molibdeno e nichel, lasciando così non verificato proprio ciò per cui si è pagato. È lo stesso rigore di accettazione utilizzato nelle nostre altre guide ai gradi, adattato ai due elementi che definiscono Grade 12.
Come specificare Grade 12 in una richiesta di offerta
Poiché Grade 12 viene scelto in base alle condizioni di esercizio, la richiesta di offerta più utile descrive il servizio, non soltanto il componente. Indicare il fluido e il contenuto di cloruri, la temperatura di esercizio e le eventuali geometrie degli interstizi (giunti con guarnizioni, estremità dei tubi mandrinate), la forma e le dimensioni metriche con la tolleranza, la quantità e il requisito del certificato. Specificare la salamoia effettiva e la temperatura consente al fornitore di confermare che Grade 12 sia la scelta corretta rispetto a un grado meno legato o a un grado al palladio. L'elenco completo dei campi è nella nostra lista di controllo per la richiesta di offerta di barre di titanio. Beiyu fornisce barre, lamiere sottili e lamiere spesse e tubi Grade 12 su richiesta di offerta, con documentazione EN 10204 3.1 che riporta molibdeno e nichel rispetto alla composizione specificata.
| Campo da indicare in una RFQ Grade 12 | Dettaglio |
|---|---|
| Mezzo | Il mezzo e il contenuto di cloruri |
| Forma | Tubo, lamiera spessa, lamiera sottile o barra |
| Norma | La norma applicabile |
| Dimensioni | Le dimensioni ordinate |
Comportamento nella fabbricazione e nella saldatura
Grade 12 si lavora come i gradi CP da cui deriva: si forma, si lavora meccanicamente e si salda con le normali pratiche per il titanio, e le piccole aggiunte di molibdeno e nichel non richiedono nuove competenze d'officina. La saldatura segue le consuete regole del titanio: preparazione pulita del giunto e protezione completa della zona riscaldata con gas inerte fino al raffreddamento del metallo, con il colore della saldatura come indicatore operativo di accettazione. Un materiale d'apporto corrispondente mantiene la resistenza interstiziale del giunto coerente con quella del metallo base; saldare Grade 12 con un semplice materiale d'apporto CP reintroduce senza evidenza il metallo più debole nella parte più esposta dell'apparecchiatura. Per chi acquista, l'indicazione pratica è specificare il consumabile di saldatura atteso negli ordini destinati alla fabbricazione.
Come si presenta realmente un cedimento per corrosione interstiziale
La corrosione interstiziale non si manifesta inizialmente sulle superfici aperte: comincia dove l'ambiente ristagna, sotto guarnizioni e facce di flange, sotto incrostazioni e depositi, sotto le teste dei bulloni e nei giunti tubo-piastra tubiera. All'interno di questi interstizi la soluzione intrappolata si acidifica e il film passivo perde l'apporto necessario a rigenerarsi; quando al bordo compaiono macchie o perdite, l'attacco sottostante è già sviluppato. Per gli acquisti ne consegue che la resistenza interstiziale è in parte una proprietà progettuale: scelta delle guarnizioni, controllo dei depositi e geometria drenabile determinano quanto debba contribuire la composizione chimica della lega. Grade 12 amplia il campo di sicurezza rispetto a Grade 2; non rende superflua una progettazione priva di interstizi.
Movimentazione e identità nell'impianto
Conservare Grade 12 separato dall'acciaio al carbonio affinché il ferro incorporato non macchi la superficie o inneschi attacchi locali, mantenere leggibili i numeri di colata durante la fabbricazione e riportare l'identità del certificato nel fascicolo dell'apparecchiatura. Per impieghi in pressione e chimici, la documentazione del materiale è parte del bene. Il ferro trasferito sulla superficie del titanio durante la movimentazione è un punto di innesco documentato di attacchi localizzati in esercizio ed è la causa di cedimento meno costosa da prevenire.
| Punto di gestione | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| Stoccaggio | Conservare Grade 12 separato dall'acciaio al carbonio affinché il ferro incorporato non macchi la superficie né inneschi un attacco locale |
| Identità | Mantenere leggibili i numeri di colata durante la fabbricazione |
Note sugli acquisti dall'ufficio esportazioni
Grade 12 si colloca in una fascia di prezzo tra Grade 2 e i gradi al palladio, il che lo rende una soluzione conveniente quando i cloruri caldi sono il fattore determinante, ma soltanto se l'ordine è formulato chiaramente. Confermare la norma della forma di prodotto per ciascuna voce, barra, lamiera spessa, tubo o semilavorato forgiato, anziché un'unica voce generale; per i componenti forgiati, formulare l'offerta per pezzi forgiati in titanio Grade 12 in base al disegno; indicare il mezzo di esercizio nella richiesta di offerta affinché la valutazione dello stabilimento produttore verifichi la modalità di cedimento corretta; e, quando il costruttore dell'apparecchiatura richiede sia la certificazione ASTM sia ASME SB, specificarlo fin dall'inizio, poiché la doppia certificazione è ordinaria in produzione e difficile da ottenere dopo. Beiyu verifica ogni voce Grade 12 rispetto alle capacità dello stabilimento produttore prima di formulare l'offerta, con documentazione EN 10204 3.1 e tracciabilità tramite il numero di colata secondo l'ambito dell'ordine.
FAQ
Qual è la differenza tra titanio Grade 2 e Grade 12?
Grade 12 aggiunge circa 0,3% di molibdeno e 0,8% di nichel al titanio commercialmente puro. Si lavora in modo molto simile a Grade 2, ma resiste alla corrosione interstiziale in salamoia calda e cloruri ben oltre il limite di Grade 2 e offre una maggiore resistenza meccanica. Utilizzare Grade 2 al di sotto della soglia di corrosione interstiziale e Grade 12 quando il servizio con cloruri caldi e interstizi stretti metterebbe a rischio Grade 2.
Qual è il numero UNS del titanio Grade 12?
Il titanio Grade 12 è UNS R53400, Werkstoff 3.7105, con composizione nominale Ti-0.3Mo-0.8Ni. Viene fornito come barra secondo ASTM B348, lamiera sottile e lamiera spessa secondo ASTM B265 e tubo secondo ASTM B338.
Quando conviene scegliere Grade 7 anziché Grade 12?
Nel servizio con acidi fortemente riducenti o a basso pH, approssimativamente sotto pH 3, il vantaggio di Grade 12 si riduce e il grado al palladio, Grade 7, diventa la scelta corretta. Grade 12 è la soluzione più economica per la corrosione interstiziale in salamoia calda e cloruri quando il pH non è fortemente acido.
Il titanio Grade 12 resiste alla corrosione interstiziale meglio di Grade 2?
Sì. Il molibdeno e il nichel mantengono stabile il film protettivo all'interno degli interstizi caldi acidificati, estendendo la resistenza utile alla corrosione interstiziale in salamoia ben oltre il limite di Grade 2, con segnalazioni oltre 250°C, a un costo molto inferiore rispetto al grado al palladio.
Riferimenti
- ASTM B265, B348 e B338, specifiche normalizzate per prodotti in titanio in forma di lamiera spessa, barra e tubo: astm.org
- Prassi di prova della corrosione interstiziale affine ad ASTM G48 per le leghe di titanio, quando richiesta dalla specifica di progetto.
- EN 10204, prodotti metallici, tipi di documenti di controllo (CEN)
La domanda che precede la scelta del grado, se il titanio si corroda e in quali tre ambienti, trova risposta con le fasce di temperatura e le velocità negli acidi in il titanio si corrode.
Dettagli delle specifiche con fonti
L'intervallo di composizione della lega è esso stesso un requisito di accettazione. ASTM B348 La Tabella 1 mantiene il molibdeno tra 0.2 e 0.4 per cento e il nichel tra 0.6 e 0.9 per cento per Grade 12, con ossigeno limitato a 0.25 per cento e carbonio a 0.08, gli stessi limiti massimi degli interstiziali di Grade 2. Un certificato che riporta molibdeno o nichel fuori da tali intervalli non soddisfa il grado anche se è intestato Grade 12; pertanto, il controllo degli elementi descritto in precedenza va riferito agli intervalli della norma, non ai valori nominali di 0.3 e 0.8.
Anche l'incremento di resistenza è un valore di specifica anziché un valore tipico. ASTM B265 indica una resistenza a trazione minima di 483 MPa e un carico di snervamento minimo di 345 MPa per la lamiera sottile e la lamiera spessa Grade 12, rispetto a 345 e 275 MPa per Grade 2 nella stessa norma, portando il limite minimo di snervamento di Grade 12 allo stesso livello del limite minimo di trazione di Grade 2. Per i componenti in pressione soggetti a codice, il documento ASME corrispondente è SB-265, che rispecchia la specifica ASTM, e i tubi per condensatori e scambiatori vengono ordinati secondo ASTM B338 con la stessa designazione di grado.
Per vedere chi altro pubblica questo materiale e cosa dichiara ciascuno, consultare Fornitori di pezzi forgiati di titanio Grade 12: confronto tra cinque pagine aziendali.
Richiedere un'offerta per titanio Grade 12
Per formulare un'offerta per titanio Grade 12 destinato al servizio in salamoia calda o soggetto a corrosione interstiziale, Beiyu necessita di: forma (tubo, lamiera spessa, lamiera sottile o barra), norma, dimensioni e tolleranza metriche, quantità e condizioni di esercizio (fluido, contenuto di cloruri, temperatura, geometria degli interstizi), oltre al livello del certificato (EN 10204 3.1 o 3.2). Inviare il disegno o la specifica: esaminiamo ogni voce rispetto alle capacità dello stabilimento produttore prima di formulare l'offerta, con documentazione EN 10204 3.1 e tracciabilità tramite il numero di colata che riportano il contenuto di molibdeno e nichel. Contattare Beiyu Titanium per una richiesta di offerta.