Isıtma yüzeyinde kaynayan yüzde 90 nitrik asitte TIMET tarafından yayımlanan testler, alaşımsız titanyum için 1.0 ila 6.6 mpy (0.03 ila 0.17 mm/y) verirken aynı TIMET testlerinde Type 304L paslanmaz çelik 150 ila 2900 mpy (3.8 ila 73.7 mm/y) göstermiştir. İki ila üç büyüklük mertebesindeki bu fark, nitrik asit kullanımının titanyumun en güçlü uygulamalarından biri olmasının nedenidir. Ancak aynı veriler tasarımcının bilmesi gereken iki şeyi gösterir: korozyon hızı konsantrasyon aralığının üst ucunda değil ortasında zirve yapar ve kırmızı dumanlı nitrik asit kesinlikle hariç tutulur.
Isıtma yüzeyinde titanyum ile paslanmaz çelik karşılaştırması
| Metal sıcaklığı | Alaşımsız titanyum | Type 304L paslanmaz çelik |
|---|---|---|
| 240 F (116 C) | 1.1 ila 6.6 mpy (0.03 ila 0.17 mm/y) | 150 ila 518 mpy (3.8 ila 13.2 mm/y) |
| 275 F (135 C) | 1.6 ila 6.1 mpy (0.04 ila 0.15 mm/y) | 676 ila 2900 mpy (17.2 ila 73.7 mm/y) |
| 310 F (154 C) | 1.0 ila 2.3 mpy (0.03 ila 0.06 mm/y) | 722 ila 2900 mpy (18.3 ila 73.7 mm/y) |
Paslanmaz çelik sütununu, ekipmanın en başta neden titanyum olarak belirlendiğini açıklayan neden olarak okuyunuz. Bu karşılaştırmanın iki dürüst sınırı vardır. Type 304L, bir nitrik asit tesisinin bu sıcaklıkta gerçekte belirleyeceği malzeme değildir: gerçek rakipler UNS S30600 gibi silisyum içeren östenitikler ve yaklaşık yüzde 80 asit üzerinde alüminyumdur. Titanyum sütununu da olduğu gibi okuyunuz: tek bir konsantrasyonda, kaynama koşullarında bir ısıtma yüzeyi durumu; bu, aynı sıcaklıktaki sıvı kütlesi çalışma koşulundan daha ağırdır.
Sezgiye ters düşen kısım: en kötü konsantrasyon ortadadır
Titanyumla yeni çalışmaya başlayan mühendisler çoğu zaman daha kuvvetli asidin daha hızlı saldırı anlamına geldiğini varsayar. Kaynayan saf nitrik asitte, sıvı fazda, yayımlanmış eğri tersini gösterir. Korozyon hızı yüzde 10 düzeyinde sıfıra yakından yükselir ve yüzde 70 düzeyine doğru tekrar düşer; zirve bu ikisinin arasındadır. TIMET eğrisinde alaşımsız ve paladyum içeren kaliteler, ağırlıkça yaklaşık yüzde 40 ila 50 civarında 24 ila 26 mpy (0.61 ila 0.66 mm/y) yakınında zirve yaparken Grade 12 daha erken ve daha düşük, yaklaşık 15 mpy (0.38 mm/y) düzeyinde zirve yapar ve aralığın ortası boyunca daha düşük kalır.
Pratik sonuç: bu saf asit kaynama eğrisine göre ömrünü yüzde 35 asitte geçiren bir kolon veya yeniden kaynatıcı, yüzde 65 asitte çalışandan daha ağır koşuldadır ve orta bant boyunca değişen bir proses her ikisinden de daha ağırdır. Yalnızca maksimumu değil, konsantrasyon aralığını belirtiniz.
Et kalınlığını boyutlandırmada esas alınacak değer
Devam etmeden önce yayımlanmış verilerin hangi konularda uyuşup uyuşmadığını açıkça belirtmek gerekir; çünkü bu sayfa aynı çalışma koşulu gibi görünen durum için iki değer verir. Yaklaşık yüzde 68 ila 70 düzeyinde kaynayan asitte alaşımsız titanyum için:
| Aynı kılavuz içindeki kaynak | Hız |
|---|---|
| Saf asit için kaynama-konsantrasyon eğrisi, yüzde 70 noktasında okunmuş. Kaynayan sıvı, ısıtılmamış test numunesi; atıf yapılan kaynakta maruziyet süresi bildirilmemiş | Yaklaşık 5 mpy (0,13 mm/y) |
| Çözünmüş titanyum tablosu, titanyum iyonu bulunmayan yüzde 68 kaynayan sıvı, 24 saatlik test | 31.8 mpy (0.81 mm/y) |
Bunlar farklı test referanslarıdır ve aralarındaki fark herhangi birindeki hata değildir. Bu, bu çalışma koşullarındaki gerçek saçılımdır ve kılavuzun başka yerlerdeki kendi verileri, yine maruziyet süresi belirtmeden, kaynayan yüzde 70 asit için yaklaşık 2.5 ila 37 mpy (0.064 ila 0.94 mm/y) aralığı verir. Buradan çıkan tasarım kuralı bu sayfanın önemli kısmıdır: et kalınlığını inhibe edilmemiş saf asit hızına, en kötü konsantrasyonda yılda yaklaşık 0,8 mm mertebesine göre boyutlandırınız ve metal iyonu inhibisyonunu tasarım esası olarak değil, ek pay olarak değerlendiriniz. Nedeni bir sonraki bölümdedir: gerçek bir tesiste çeşitli noktalar hiçbir inhibe edici iyon taşımayan asitle karşılaşır.
Çözünmüş metal katyonları inhibe eder; diğer kirleticiler ters etki yapar
Etki çözünmüş metal katyonlarına özgüdür. Kılavuz, eser miktarlarda silisyum, krom, demir, titanyum ve platin ile rutenyum gibi değerli metal iyonlarını inhibitör olarak adlandırır. Bu, kirlenme hakkında genel bir kural değildir: klorür içeren tuzlar kendi verilerini gerektirirken yüksek nitrat tuzu yükü hızı ters yönde değiştirir ve kılavuzdaki yalnız nitrik asit içeren ortamlar için en kötü değerleri üretir. Bu sınır içinde, kaynayan yüzde 68 nitrik asitte az miktarda krom bulaşması Type 304L durumunu belirgin biçimde kötüleştirirken titanyumun durumunu iyileştirmiştir:
| Çözeltideki krom | Type 304L tavlanmış | Alaşımsız titanyum |
|---|---|---|
| yüzde 0.0 | 12 ila 18 mpy (0.30 ila 0.46 mm/y) | 3.5 ila 3.8 mpy (0.09 ila 0.10 mm/y) |
| yüzde 0.0005 | 12 ila 20 mpy (0.30 ila 0.51 mm/y) | Bildirilmemiş |
| yüzde 0.005 | 60 ila 90 mpy (1.5 ila 2.3 mm/y) | 0.9 ila 1.6 mpy (0.022 ila 0.041 mm/y) |
| yüzde 0.05 | 980 ila 1600 mpy (24.9 ila 40.6 mm/y) | Bildirilmemiş |
| yüzde 0.01 | Bildirilmemiş | 0.1 ila 1.4 mpy (0.003 ila 0.036 mm/y) |
Çözünmüş titanyumun kendisi bu çalışma koşullarında titanyum korozyonunu daha da güçlü biçimde inhibe eder:
| Eklenen titanyum iyonu | yüzde 40 HNO3 içinde | yüzde 68 HNO3 içinde |
|---|---|---|
| 0 mg/l | 29.5 mpy (0.75 mm/y) | 31.8 mpy (0.81 mm/y) |
| 10 mg/l | Bildirilmemiş | 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) |
Kılavuz bunu, inhibisyonun kararlı bir çözünmüş titanyum düzeyine ulaşılmasıyla oluştuğu sıyırıcı yeniden kaynatıcı devreleri gibi devridaim akışlarına uygular. Bununla birlikte iki sınır vardır. Birincisi, bu düzeye ulaşmak otomatik değildir: ıslanan alana, korozyon hızına, devre hacmine ve tamamlama hızına bağlıdır ve etki kendi kendini sınırlar; çünkü 0.4 mpy düzeyinde metal, 31.8 mpy düzeyindekinden çok daha az titanyum salar. Yüksek tamamlama oranlı bir devre, devridaim sözcüğünün düşündürdüğünden daha fazla tek geçişe yakındır. İkincisi ve güvenlik açısından daha önemlisi, gerçek bir tesisin çeşitli bölümleri hiçbir inhibe edici iyon içermeyen asitle karşılaşır: tek geçişli hatlar, ilk çalıştırma, asit değişimi veya yıkama sonrası dönem ve aynı mekanizma nedeniyle sistemdeki en saf asit olan yoğuşma sıvısı. Dengeye ulaşmış bir devridaim devresiyle karşılaştırıldığında taze, inhibe edilmemiş asitteki laboratuvar test numunesi daha iyi değil, daha kötü sonuç verebilir. Az önce listelenen tek geçişli ve geçici koşullardaki noktalar bu inhibe edilmemiş duruma benzeyebilir; bu nedenle yukarıdaki tasarım esası inhibe edilmemiş hızı kullanır.
Buhar fazı sıvıdan farklı bir çalışma koşuludur
| Kalite | Korozyon hızı |
|---|---|
| Alaşımsız titanyum | 2.0 mpy (0.051 mm/y) |
| Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) | 0.8 mpy (0.020 mm/y) |
| Paladyum içeren alaşımsız | 0.08 mpy (0.002 mm/y) |
Yoğuşan asit ve damlayarak akan yoğuşma sıvısı, nitrik asit çalışma koşullarında klasik hasar noktalarıdır ve buradaki kalite sıralaması sıvıdakiyle aynı değildir. Sıcak, çok saf asit ve yoğuşma koşulları için yayımlanmış tercih daha yüksek saflıktaki alaşımsız Grade 1 (UNS R50250) olup nedeni bu tablodaki ana metal hızı değil, kaynaklı birleşimlerin davranışıdır. Bu tablonun ne olduğuna ve ne olmadığına da dikkat ediniz: azeotropun üzerindeki buharda 144 saat asılı tutulan test numuneleri. Bu bir yoğuşan film testi değildir ve kılavuz hiçbir yerde damlayarak akan yoğuşma sıvısı için hız vermez.
Titanyumun doğrudan hariç tutulduğu yerler
| Durum | Durum |
|---|---|
| Kırmızı dumanlı nitrik asit | Kullanmayınız. Yayımlanmış mekanizma basit korozyon değildir: saldırı taneler arasıdır ve yüzeyde çok ince parçacıklı metalik titanyum kalıntısı bırakır; bu kalıntı yüksek derecede piroforiktir ve güçlü bir oksitleyici madde varlığında infilak edebilir. Kılavuz, reaksiyonun gelişmesi için bileşim aralığını belirtir: su içeriği yüzde 1.34 altında ve NO2 yüzde 6 üzerinde; ayrıca reaksiyon veren ve vermeyen bölgeler arasında açık bir belirsizlik alanı gösterir. Eki, yaklaşık yüzde 2 su altındaki kırmızı dumanlı asidi ayrıca tutuşmaya duyarlı olarak değerlendirir; dolayısıyla bu hariç tutma yalnızca yüzde 1.34 altındaki bileşimleri değil, yaklaşık yüzde 2 su çizgisine kadar uzanan belirsizlik alanını da kapsar. Analizinizi etikete göre değil bu aralığa göre kontrol ediniz; çünkü bir akış veri sayfasında nadiren kırmızı dumanlı olarak adlandırılır. |
| Beyaz dumanlı nitrik asit | Aynı kılavuza göre oda sıcaklığında yaklaşık 0.1 mpy ile kabul edilebilir. Kırmızı dumanlı asidin hariç tutulmasını tüm dumanlı asitleri kapsıyor şeklinde yorumlamayınız. |
| Kral suyuna kadar uzanan, klorür içeren nitrik asit | Nicel olarak belirlenmiş tehlike; olağan kalite seçimi mantığını tersine çevirir. Kılavuzdaki, üç kısım hidroklorik aside bir kısım nitrik asit içeren kral suyunun 96 saatlik kaynama testinde alaşımsız titanyum ve paladyum içeren kalite ayrı ayrı 44 mpy (1,12 mm/y) gösterirken Grade 12 24 mpy (0,61 mm/y) göstermiştir. Dolayısıyla paladyum içeren kalite alaşımsıza göre avantaj sağlamamış, Grade 12 ise üçünün en düşüğü olmuştur. Oda sıcaklığında titanyum kral suyundan esasen etkilenmez. Karışık asitlerde hızlar, indirgeyici asit bileşeni veya sıcaklık arttıkça yükselir. |
| Florür içeren nitrik asit | İnceleme gereklidir. Asitteki florür, titanyuma hızla saldıran hidroflorik asit oluşturabilir. |
| Çok saf sıcak asit ve buhar yoğuşma sıvısı | Kullanılabilir ancak kaliteye duyarlıdır. Hızlar yükselir, etkiye açık unsur kaynaklı birleşimlerdir ve yayımlanmış tercih daha yüksek saflıktaki alaşımsız kalitelerdir. |
Yalnızca olumlu satırları listeleyen bir tedarikçi sayfası tasarım için kullanılamaz. Özellikle kırmızı dumanlı asidin hariç tutulması bir proses güvenliği konusudur ve dipnotta değil, ilk görüşmede yer almalıdır.
Siparişte belirtilecekler
| Sipariş satırı | Belirtilecek bilgiler |
|---|---|
| Kalite ve standart | Plaka için ASTM B265 veya boru için ASTM B338'e göre Grade 2 (UNS R50400), nitrik asit çalışma koşullarının çoğunu kapsar. Orta konsantrasyondaki kaynama bandının belirleyici olduğu yerlerde Grade 12 (UNS R53400). Yoğuşmayan buhar: Grade 7 (UNS R52400). Kaynaklı birleşimlere saldırının endişe konusu olduğu sıcak, çok saf asit ve yoğuşma koşulları: Grade 1 (UNS R50250). Her ikisinin de geçerli olduğu yerlerde Grade 11 (UNS R52250), paladyum eklenmiş Grade 1'dir |
| Hizmet verileri | Yalnızca maksimum değil, ağırlıkça yüzde cinsinden konsantrasyon aralığı; sıcaklık; yüzeyin ısıtılıp ısıtılmadığı; sıvı, buhar veya yoğuşma; devridaim veya tek geçiş |
| Kirleticiler | Florürler, klorürler ve akışta zaten bulunan metal iyonları |
| Kaynak gereksinimleri | Dolgu metali kalitesi ve varsa kaynak muayenesi, çünkü sıcak saf asitte etkiye açık unsur kaynaklı birleşimlerdir |
| Sertifika | Döküm ve döküş numaralarıyla EN 10204 tip 3.1 |
Bu iş için teklif hazırlamadan gelen bir not: yanıtı en sık değiştiren soru asit kuvveti değil, ıslanan yüzeyin ısıtılıp ısıtılmadığıdır. Kaynayan yüzde 90 asitteki bir ısıtma yüzeyi ile aynı konsantrasyondaki sıvı kütlesi hattı farklı çalışma koşullarıdır ve farklı kalitelerle sonuçlanabilir.
Kaynaklarıyla şartname ayrıntıları
Yukarıdaki korozyon değerleri, TIMET (Titanium Metals Corporation) tarafından yayımlanan titanyum korozyon direnci kılavuzundan alınmıştır: 240, 275 ve 310 F sıcaklıklarda kaynayan yüzde 90 nitrik asitte titanyum ve paslanmaz çelik ısıtma yüzeylerinin korozyonu; üç 48 saatlik dönemde kaynayan yüzde 68 asitte kromun korozyona etkisi; yüzde 40 ve 68 düzeylerinde 24 saatlik testlerde çözünmüş titanyumun etkisi; kaynayan yüzde 70 azeotropun üzerinde 144 saatlik maruziyette nitrik asit buharlarına direnç; üç kalite için kaynama-konsantrasyon eğrisi; 96 saatlik kaynayan kral suyu testi; kırmızı dumanlı nitrik asit uyarısı. Kalite kimlikleri ASTM'ye göredir: UNS R50400 kapsamında Grade 2, yüzde 0.12 ila 0.25 paladyum içeren UNS R52400 kapsamında Grade 7 ve yüzde 0.2 ila 0.4 molibden ile yüzde 0.6 ila 0.9 nikel içeren UNS R53400 kapsamında Grade 12.
Bu değerlerin uygulanabilirliğine ilişkin kapsam notu: her satır bir çalışma tahmini değil, belirli bir testtir. Isıtma yüzeyi satırları üç metal sıcaklığında tek bir konsantrasyondur; kirlenme satırları her dönemde asit değiştirilerek 48 saatlik dönemlerdir; çözünmüş titanyum satırları 24 saat; buhar satırları tek bir azeotropun üzerinde 144 saattir. Taze asitteki kısa testler, dengeye ulaşmış işletme devresinden daha kötü sonuç verme eğilimindedir; çözünmüş titanyum tablosu tam olarak bunu gösterir. Bunları kaliteleri sıralamak ve kesin sınırların nerede olduğunu öğrenmek için kullanınız, ardından kendi çalışma koşulunuzu gerçek akış verileriyle doğrulayınız. Beiyu Titanium, sipariş kapsamına göre EN 10204 3.1 muayene sertifikasıyla yukarıda adı geçen standartlara uygun plaka, boru ve çubuk tedarik eder; korozyon verileri Beiyu test sonuçları değil, yayımlanmış üçüncü taraf test verileridir.
Sık sorulan sorular
Nitrik asit çalışma koşulları için hangi titanyum kalitesi? Alaşımsız Grade 2, aralığın büyük bölümünü karşılar. Hizmet koşullarının orta konsantrasyon bandında olduğu durumlarda yayımlanmış kaynama eğrisi en düşük kalan kalite Grade 12'dir. Buhar ve kondensat iki farklı değerlendirme gerektirir ve kaynak bunları iki farklı kanıt türüyle yanıtlar. Yoğuşmayan buharda ana metalin korozyon hızı belirleyicidir; TIMET'in 144 saatlik buhar testinde paladyum içeren Grade 7 (UNS R52400) için 0.08 mpy, Grade 12 (UNS R53400) için 0.8 ve alaşımsız titanyum için 2.0 ölçülmüştür. Sıcak, çok saf asit ve yoğuşmalı hizmet koşullarında sorun ana metal değil, kaynaklı bölgelerde hızlanan korozyondur; burada yayımlanmış tercih, daha yüksek saflıktaki alaşımsız Grade 1 (UNS R50250) yönündedir. Bir akışın her iki durumu da içerdiği yerde Grade 11 (UNS R52250), aynı paladyum ilavesini taşıyan Grade 1'dir; Grades 16 ve 17 daha düşük paladyumlu seçeneklerdir.
Daha konsantre asit her zaman daha mı kötüdür? Hayır, bu hizmet koşullarındaki en yaygın yanlış varsayım budur. Kaynayan nitrik asitte TIMET eğrisi, alaşımsız ve paladyum içeren kaliteler için yüzde 40 ila 50 civarında zirveye ulaşır ve yüzde 70'e doğru düşer; dolayısıyla orta konsantrasyonlu bir akış, yüksek konsantrasyonlu bir akıştan daha zorlu koşullar oluşturabilir.
Titanyum kırmızı dumanlı nitrik asitte kullanılabilir mi? Hayır. Yayımlanmış kılavuz, piroforik reaksiyon riski nedeniyle bunu dışlar. Bunu proses güvenliği açısından kapsam dışı bir kullanım olarak değerlendiriniz.
Laboratuvar kuponum neden tesistekinden daha kötü sonuç verdi? Büyük olasılıkla çözünmüş titanyum etkisinden. TIMET'in 24 saatlik testlerinde titanyum iyonunun 0'dan 40 mg/l düzeyine çıkması, yüzde 68 asitte korozyon hızını 31.8 mpy'den 0.4 mpy'ye düşürmüştür. Kısa süreli bir testteki taze asitte bu inhibisyon bulunmaz.
Hidroklorik veya sülfürik gibi indirgeyici asitler için durum nedir? Bu, ters durumdur ve farklı bir kalite gerektirir. Bakınız İndirgeyici asitlerde Grade 7 titanyum.
Malzeme için hangi standart geçerlidir? Plaka ve sac ASTM B265, boru ASTM B338, çubuk ASTM B348 kapsamındadır. Plaka rehberinin adresi ASTM B265 sac ve plaka rehberi.
Akış verilerini teklif talebiyle birlikte gönderiniz
Asit konsantrasyonu aralığını, sıcaklığı, yüzeyin ısıtılıp ısıtılmadığını, sıvı veya buhar fazını, resirkülasyonu, kirleticileri ve kalite, standart, boyutlar ile miktarı şu adrese gönderiniz Beiyu RFQ sayfası. İnceleyen Penn Ma, titanyum üretici fabrika ürünleri ihracatında 15 yıl. Son inceleme: 2026-09-02.