Nelle prove pubblicate da TIMET, il titanio non legato non ha mostrato erosione misurabile in acqua di mare pulita a 25 ft/sec (7.6 m/sec), mentre a 120 ft/sec (36.6 m/sec) la velocità riportata era 0.3 mpy (0.008 mm/y). Sono risultati di prova alle condizioni dichiarate dalla fonte, non un limite di progetto per le apparecchiature. Mostrano che in acqua di mare pulita la velocità di erosione non è il vincolo per un tubo in titanio. Possono esserlo altri due fattori: abrasivi sospesi oltre un certo carico e condizioni interstiziali in cloruri caldi concentrati. Questa pagina riporta i valori pubblicati per tutti e tre, con le relative condizioni di prova.
Cosa mostrano realmente le prove di velocità pubblicate?
Tre punti di dati, in acqua di mare pulita, per titanio non legato e Ti-6Al-4V. Leggerli per ciò che sono: risultati alle condizioni dichiarate, non una velocità ammissibile.
| Velocità dell'acqua di mare | Velocità di erosione del titanio non legato | Ti-6Al-4V |
|---|---|---|
| Da 0 a 2 ft/sec (da 0 a 0,61 m/sec) | Nulla | Non riportato |
| 25 ft/sec (7,6 m/sec) | Nulla | Non riportato |
| 120 ft/sec (36,6 m/sec) | 0.3 mpy (0.008 mm/y) | 0.4 mpy (0.010 mm/y) |
Valori tratti dal manuale pubblicato sulla resistenza alla corrosione del titanio di TIMET (Titanium Metals Corporation), erosione del titanio non legato e del Ti-6Al-4V in acqua di mare. Due limiti alla portata di questi dati. “Nullo” significa assenza di perdita misurabile con il metodo della fonte, non zero. Inoltre, per queste righe la fonte non indica geometria di prova, se la velocità citata sia del flusso principale o di impatto locale, composizione chimica dell'acqua o durata dell'esposizione; i numeri classificano quindi il materiale, anziché qualificare una configurazione di tubo. La velocità di progetto deve comunque essere verificata rispetto all'impatto in ingressi e curve e alle vibrazioni indotte dal flusso.
Dove il titanio risulta effettivamente penalizzato: carico abrasivo
In acqua pulita la velocità di erosione rimane bassa alle velocità testate; ciò che cambia il quadro è quello che l'acqua trasporta. La stessa fonte pubblicata riporta prove con aggiunta di abrasivi da 6.6 a 23.6 ft/sec, della durata di 2000 ore con carichi di sabbia propri di prese reali e di appena 1 ora con carichi da sospensione abrasiva. La velocità resta importante, così come dimensioni delle particelle, durezza e angolo d'impatto; le righe seguenti variano più di un fattore alla volta e conviene leggerle come risultati di selezione preliminare:
| Stato | Titanio non legato | 70Cu-30Ni | Ottone all'alluminio |
|---|---|---|---|
| Acqua di mare pulita, 23.6 ft/sec, 10000 h | Nulla | Con corrosione per vaiolatura | Con corrosione per vaiolatura |
| 40 g/l di sabbia 60-mesh, 6.6 ft/sec, 2000 h | 0.1 mpy (0.0025 mm/y) | 3.9 mpy (0.10 mm/y) | 2.0 mpy (0.05 mm/y) |
| 40 g/l di smeriglio 10-mesh, 6.6 ft/sec, 2000 h | 0.5 mpy (0.0125 mm/y) | Erosione grave | Erosione grave |
| 4 per cento di smeriglio 80-mesh, 13.5 ft/sec, 17.5 h | 3.3 mpy (0.083 mm/y) | 2.6 mpy (0.065 mm/y) | Non riportato |
| 40 per cento di smeriglio 80-mesh, 23.6 ft/sec, 1 h | 59.1 mpy (1.5 mm/y) | 78.7 mpy (2.0 mm/y) | Non riportato |
Leggere attentamente le ultime due righe, perché rappresentano la parte franca del confronto. Con un carico di smeriglio del 4 per cento il cupronichel è leggermente migliore del titanio, mentre con un carico del 40 per cento entrambe le velocità superano 1 mm all'anno. Osservare cosa rappresenta l'ultima riga: una prova di 1 ora con la perdita estrapolata a una velocità annuale. È un valore di selezione preliminare, non una velocità in servizio, e la colonna dell'ottone all'alluminio non è riportata per nessuna delle due righe, quindi la classifica è incompleta. Il titanio non è un materiale immune all'abrasione; è nettamente migliore ai carichi di sabbia di una presa reale e smette di essere la soluzione quando il flusso è di fatto una sospensione abrasiva. Valori dallo stesso manuale TIMET, erosione del titanio non legato in acqua di mare contenente solidi sospesi.
Cosa mostrano le esposizioni prolungate in siti reali
| Località e flusso | Durata | Titanio non legato | 70Cu-30Ni |
|---|---|---|---|
| Mare di Brixham, 32.2 ft/sec (9.8 m/sec) | 12 mesi | Inferiore a 0.098 mpy (inferiore a 0.0025 mm/y) | 11.8 mpy (0.3 mm/y) |
| Kure Beach, 3.3 ft/sec (1 m/sec) | 54 mesi | 0.00003 mpy (0.00000075 mm/y) | Non riportato |
| Wrightsville Beach, da 2.0 a 4.3 ft/sec | 6 mesi | 0.004 mpy (0.0001 mm/y) | 0.9 mpy (0.022 mm/y) |
A Brixham il campione di alluminio nella stessa prova è risultato perforato. Si tratta di esposizioni di più mesi e più anni in siti identificati, non di ore in laboratorio; per questo hanno più peso in una revisione progettuale rispetto a una singola prova accelerata.
Il limite che determina effettivamente il grado: corrosione interstiziale
La velocità raramente determina la scelta del grado di titanio. Lo fanno i cloruri caldi concentrati in un interstizio. Le prove pubblicate di 500 ore in ebollizione con provini a interstizio metallo-PTFE distinguono chiaramente i gradi:
| Ambiente in ebollizione | pH | Non legato (classe Grade 2) | Ti-0.3Mo-0.8Ni (Grade 12) | Contenente palladio (classe Grade 7) |
|---|---|---|---|---|
| NaCl saturo | 3.0 | Non ha resistito | Ha resistito | Ha resistito |
| ZnCl2 saturo | 3.0 | Non ha resistito | Ha resistito | Ha resistito |
| 42 per cento MgCl2 | 4.2 | Non ha resistito | Ha resistito | Ha resistito |
| 10 per cento NH4Cl | 4.1 | Non ha resistito | Ha resistito | Ha resistito |
| 10 per cento Na2SO4 | 2.0 | Non ha resistito | Ha resistito | Ha resistito |
| NaCl saturo più Cl2 | 2.0 | Non ha resistito | Non ha resistito | Ha resistito |
| 10 per cento FeCl3 | 0.6 | Non ha resistito | Non ha resistito | Ha resistito |
Cosa supporta questa tabella, in termini circoscritti: nelle sette soluzioni in ebollizione con un interstizio stretto, il grado non legato non ha resistito in nessuna, Grade 12 ha resistito in cinque e non ha resistito nei due ambienti con cloruri ossidanti, mentre il grado contenente palladio ha resistito in tutte e sette. È una classifica dei gradi in una singola condizione severa di selezione preliminare. Non è un limite di servizio, perché la tabella non riporta un intervallo di temperatura sotto l'ebollizione, attività dei cloruri, geometrie dell'interstizio diverse da quella utilizzata, condizioni di scambio termico o profondità di attacco ammissibile. Utilizzarla per conoscere l'ordine dei gradi e sapere che i cloruri ossidanti distinguono Grade 12 dal grado al palladio; utilizzare i propri dati di servizio per collocare il servizio effettivo. L'acqua di mare a temperatura ambiente è un ambiente del tutto diverso, nel quale il titanio non legato è la scelta corretta e normale.
La variabile che questa pagina non risolve: temperatura
Le prove sopra riportate riguardano acqua di mare a temperatura ambiente oppure soluzioni in ebollizione. La maggior parte dei servizi reali si colloca tra questi due estremi, ed è in questo intervallo che si decide effettivamente il grado. Lo stesso manuale TIMET indica una resistenza generale alla corrosione in acqua di mare fino a temperature di 500 F (260 C) e traccia il limite di corrosione interstiziale per ogni grado in funzione di temperatura e pH in salamoia satura di NaCl. Se il servizio è un circuito di acqua di mare clorata a 60 C, né i dati a temperatura ambiente né quelli in ebollizione forniscono la risposta; la fornisce la mappa temperatura-pH. Inviare temperatura operativa, pH e cloro residuo con la richiesta, così da collocare il servizio rispetto a quel limite anziché dedurlo dai due estremi di questa pagina.
Dove il titanio è del tutto inadatto
| Stato | Perché il titanio è escluso |
|---|---|
| Fluoro gassoso e fluoruri in servizio acquoso acido | L'acido fluoridrico può formarsi da quantità minime e attacca rapidamente il titanio; le indicazioni pubblicate precisano esplicitamente che il titanio non è raccomandato a contatto con fluoro gassoso |
| Carico abrasivo da sospensione densa | Vedere la riga con smeriglio al 40 per cento sopra: né il titanio né il cupronichel resistono |
| Cloro secco o bromo secco | Il titanio viene attaccato dal gas secco ed è passivato dalla presenza di umidità |
Dichiarare le esclusioni fa parte di una pagina utilizzabile per la selezione. Un fornitore che elenca soltanto ciò a cui un metallo resiste non fornisce informazioni sufficienti per progettare.
Cosa significa per l'ordine
| Riga d'ordine | Cosa indicare |
|---|---|
| Grado e norma | Grade 2 secondo ASTM B338 per tubi in acqua di mare a temperatura ambiente; Grade 12 o Grade 7 dove siano plausibili condizioni interstiziali con cloruri caldi |
| Dati di servizio da condividere | Fluido, concentrazione di cloruri, temperatura, pH, dosaggio del cloro libero e solidi sospesi previsti |
| Velocità | Indicare la velocità di progetto affinché lo spessore di parete e la distanza tra i supporti siano verificati rispetto alle vibrazioni, non all'erosione |
| Controllo | Indicare la classe di accettazione degli ultrasuoni e la norma del metodo per il tubo, oltre a eventuali requisiti per correnti indotte |
| Certificato | EN 10204 tipo 3.1 con numeri di fusione e di colata |
Una conseguenza da dichiarare chiaramente, perché modifica il disegno: in acqua di mare pulita in movimento, le velocità di erosione pubblicate sono sufficientemente basse perché il tubo in titanio venga normalmente dimensionato in base a pressione e vibrazioni, anziché a un sovraspessore di corrosione della parete. Una nota pratica dall'elaborazione di offerte per questo servizio: sui tubi in titanio per acqua di mare il limite di progetto determinante è solitamente costituito dalle vibrazioni indotte dal flusso e dalla distanza tra i supporti, non dalla perdita di metallo. Ciò modifica quanto conviene chiedere di confermare nella richiesta di offerta.
Dettagli delle specifiche con fonti
I valori di corrosione ed erosione sopra riportati provengono dal manuale pubblicato sulla resistenza alla corrosione del titanio di TIMET (Titanium Metals Corporation): erosione del titanio non legato e del Ti-6Al-4V in acqua di mare da 0 a 2, 25 e 120 ft/sec; erosione in acqua di mare contenente solidi sospesi ai carichi abrasivi e alle durate indicati; erosione in località marine identificate per periodi da 6 a 54 mesi; resistenza alla corrosione interstiziale in soluzioni in ebollizione in prove di 500 ore con provini a interstizio metallo-PTFE. Identità e limiti dei gradi sono conformi ad ASTM B338 per tubi senza saldatura e saldati; i valori di composizione qui citati corrispondono alle identità dei gradi, con ASTM B348 richiamata soltanto dove la forma di prodotto è la barra. Grade 2 con UNS R50400, ossigeno massimo 0.25 per cento e resistenza a trazione minima 345 MPa allo stato ricotto, Grade 7 con UNS R52400 e palladio da 0.12 a 0.25 per cento, e Grade 12 con UNS R53400, molibdeno da 0.2 a 0.4 per cento e nichel da 0.6 a 0.9 per cento.
Nota sull'ambito dei dati interstiziali: questi risultati descrivono soluzioni concentrate in ebollizione con un interstizio metallo-PTFE deliberatamente stretto per 500 ore. Sono una prova di classificazione dei gradi, non una previsione della durata in servizio delle apparecchiature, e non descrivono l'acqua di mare a temperatura ambiente, per la quale il titanio non legato è la scelta normale. Beiyu Titanium fornisce tubi e barre secondo le norme sopra indicate con un certificato EN 10204 tipo 3.1 in base all'ambito dell'ordine; i dati di corrosione sono dati di prova pubblicati da terzi, non risultati di prove Beiyu.
Domande frequenti
Esiste una velocità massima dell'acqua di mare per i tubi dei condensatori in titanio? I dati pubblicati non ne indicano una. TIMET riporta 0.3 mpy (0.008 mm/y) a 120 ft/sec (36.6 m/sec) in acqua di mare pulita, indicando che l'erosione non è il primo vincolo, ma la fonte non dichiara la geometria di prova né se tale velocità sia del flusso principale o di impatto. Nella pratica i limiti determinanti derivano dalle vibrazioni indotte dal flusso, dalla distanza tra i supporti e dall'impatto all'ingresso, aspetti di progettazione meccanica che appartengono alla base di progetto del tubo, non a una tabella di corrosione.
La sabbia nella presa cambia la risposta? Nello stesso manuale TIMET, con 40 g/l di sabbia 60-mesh e 6.6 ft/sec per 2000 ore, il titanio non legato ha registrato 0.1 mpy mentre 70Cu-30Ni ha registrato 3.9 mpy nella stessa prova. Il titanio è nettamente migliore ai carichi di una presa reale. Ai carichi di una sospensione abrasiva entrambi i materiali non resistono, e la risposta franca è che nessuno dei due costituisce la scelta corretta.
Quando occorre abbandonare Grade 2? Quando cloruri caldi concentrati possono ristagnare in un interstizio. Grade 12 copre gran parte di quell'intervallo; cloro libero o cloruro ferrico orientano la scelta verso il grado contenente palladio. Il meccanismo e la logica di scelta del grado sono in titanio Grade 12 in salamoia calda e servizio con interstizi e titanio Grade 7 negli acidi riducenti.
Come si confronta complessivamente il titanio con il cupronichel in acqua di mare? Il confronto tra materiali nei servizi in acqua di mare è in titanio rispetto ad acciaio inossidabile e cupronichel in acqua di mare.
Quale norma si applica al tubo? ASTM B338 riguarda tubi in titanio senza saldatura e saldati per condensatori e scambiatori di calore; la guida è disponibile in la guida ai tubi in titanio ASTM B338.
Inviare i dati di servizio con la richiesta di offerta
Inviare fluido, concentrazione di cloruri, temperatura, pH, dosaggio del cloro, solidi sospesi e velocità di progetto, insieme a grado, norma, dimensioni e quantità, a la pagina RFQ di Beiyu. Revisionato da Penn Ma, 15 anni nell'esportazione di prodotti di stabilimento in titanio. Ultima revisione: 2026-09-01.