Titanyum reaktif bir metaldir. Onu koruyan, metal hava veya suyla temas ettiği anda oluşan ve oksijen veya nem bulunduğu sürece hasardan sonra milisaniyeler içinde yeniden oluşan, yalnızca birkaç nanometre kalınlığındaki titanyum dioksit filmidir. Film, oksijenin dışlandığı veya florürün bulunduğu yerlerde işlevini kaybeder.
Titanyumun korozyon direnci itibarı biraz yanıltıcıdır. Metalin kendisi reaktiftir, çok reaktiftir. Onu koruyan, titanyum hava veya suyla buluştuğu anda oluşan yaklaşık birkaç nanometre kalınlığındaki filmdir: o kadar sıkı bağlanmış ve o kadar hızlı yeniden oluşan bir titanyum dioksit (TiO₂) tabakası ki alttaki metal fiilen yalıtılır. Bu filmi, nasıl çalıştığını ve çalışmadığı az sayıdaki yeri anlayın; titanyum kalite seçimi tahmin işi olmaktan çıkar.
Pasif film ve onu özel kılan özellikler
Çıplak titanyum hemen oksitlenir. Bu bir sorun gibi görünse de savunmanın tamamı budur. Oluşan oksit yoğun, yüzeye iyi tutunan ve kimyasal olarak kararlıdır; en belirleyici özelliği ise kendini onarma: çizerek deliniz, oyunuz, işleyiniz; eser miktarda oksijen veya su bulunduğu sürece milisaniyeler içinde yeniden oluşur. Bir çatlağın yararlanabileceği yavaş bir “yeniden pasifleşme” aralığı yoktur; bu nedenle titanyum, paslanmaz çelikte çukurcuk korozyonuna ve aralık korozyonuna yol açan koşullara dayanır.
Bu film sayesinde ticari saflıktaki Grade 2 titanyum 316 paslanmaz çeliğin sessizce başarısız olduğu ortamlar dahil deniz suyunu, ıslak kloru, oksitleyici asitleri ve çoğu doğal suyu neredeyse süresiz işler. Deniz ve deniz suyuna özgü ayrıntılar için bkz. denizcilik ve deniz suyu için titanyum.
| Pasif filmin özelliği | Kılavuzun belirttiği durum |
|---|---|
| Bileşim | Titanyum dioksit (TiO2) |
| Kalınlık | Birkaç nanometre |
| Oluşma zamanı | Metalin hava veya suyla temas ettiği an |
| Hasar sonrası davranış | Eser miktarda oksijen veya su bulunduğu sürece milisaniyeler içinde yeniden oluşur |
| Çatlama açısından sonuç | Bir çatlağın yararlanabileceği yavaş bir yeniden pasifleşme aralığı yoktur |
Filmin zorlandığı üç durum
Pasif tabakanın oluşması ve varlığını koruması için uygun koşullar gerekir. Üç durum bu koşulları ortadan kaldırır:
| Durum | Ne olur | Pratik kural |
|---|---|---|
| Güçlü indirgeyici asitler (HCl, H₂SO₄, fosforik) oksitleyici olmadan, özellikle sıcakken | TiO₂ tabakasını koruyacak oksijen yoktur; film incelir ve metal korozyona uğrar | Grade 7 veya Grade 12 seçiniz; sıcaklık/konsantrasyon sınırını kontrol ediniz |
| Hidroflorik asit (HF) veya asidik sulu ortamda serbest florür | Seyreltik HF bile titanyuma hızla saldırabilir; asitteki serbest florür HF oluşturabilir | TIMET, pH 7 altındaki HF veya florür içeren çözeltiler için titanyumu önermez. Tam kompleksleşmiş florür veya belgelenmiş inhibitör iyonları içeren seyreltik florür hizmeti ayrı korozyon incelemesi gerektirir |
| Sıcak klorürlerde dar aralıklar | Aralık içinde oksijen yetersiz kalır. TIMET korozyon el kitabına göre klorürlü tuzlu sularda aralık korozyonu 70 °C (158 °F) altında olası değildir; nötre yakın tuzlu suda dar aralıklarda alaşımsız titanyum için yaklaşık 93 °C (200 °F) ve üzerinde mümkün hâle gelir; konsantre kalsiyum veya magnezyum klorür tuzlu suları 70 °C değerinin altında saldırıya yol açabilir | Sıcak tuzlu sular için Grade 7/12; conta ve birleşim tasarımına dikkat ediniz |
Alaşımlama zayıf noktaları nasıl giderir
Korozyona dayanıklı kalitelerin var olmasının nedeni tam olarak budur. Titanyumu kaba kuvvetle aside karşı “daha güçlü” yapmazlar: saf titanyumun yapamadığı yerde pasif filmi stabil tutarlar.
- Grade 7 (Ti-0.15Pd): çok küçük bir paladyum ilavesi, titanyumun korozyon potansiyelini pasif bölgeye kaydırır; böylece film, Grade 2 üzerindeki filmi ortadan kaldırabilecek indirgeyici asitlerde ve sıcak klorürlerde varlığını korur. Bu ek maliyet, agresif kimyasal ortamlarda çok daha geniş bir güvenli çalışma aralığı sağlar.
- Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni): molibden ve nikel, Grade 7'den daha düşük maliyetle yüksek sıcaklıkta aralık korozyonu direncini iyileştirir; sıcak tuzlu su ve klorür proses ekipmanı için yaygın bir seçimdir.
Kalite, dayanım kararından önce bir korozyon kararıdır. “titanyum aside dayanır” diye sıcak seyreltilmiş-HCl hattı için Grade 2 seçmek, titanyum parçanın başarısız olma yoludur. Doğru yanıt Grade 7'dir. Tedarik ettiğimiz Grade 7 (Ti-0.15Pd) boru ve tam olarak bu görevler için çubuk ve Grade 12 malzeme.
| Kalite | İlave | Rehberde belirtilen etkisi |
|---|---|---|
| Grade 7 | Ti-0.15Pd | Çok küçük bir paladyum ilavesi, titanyumun korozyon potansiyelini pasif aralığa taşır; böylece film, Grade 2 üzerindeki filmi kaldıracak indirgeyici asitlerde ve sıcak klorürlerde korunur |
| Grade 12 | Ti-0.3Mo-0.8Ni | Molibden ve nikel, yüksek sıcaklıkta aralık korozyonu direncini Grade 7'den daha düşük maliyetle artırır; sıcak tuzlu su ve klorür proses ekipmanları için yaygın bir seçimdir |
Doğru kalite için tedarikçiye verilecek bilgiler
- Kimyasal bileşim: hangi asit/ortam, konsantrasyon ve oksitleyici bulunup bulunmadığı.
- Sıcaklık: en büyük değişken; 25 °C'de uygun olan bir kalite 90 °C'de uygun olmayabilir.
- Florür varlığı: konsantrasyonu, pH'ı, sıcaklığı ve florürün serbest mi yoksa tamamen kompleksleşmiş mi olduğunu belirtin. TIMET, pH 7 altındaki HF veya florür içeren çözeltiler için titanyumu önermez; kompleksleşmiş veya özel olarak inhibe edilmiş seyreltik florür hizmeti ayrı bir korozyon incelemesi gerektirir.
- Geometri: aralıklar, contalar ve sıkı bağlantılar aralık korozyonu riskini değiştirir.
| Tedarikçiye verilecek bilgiler | Ayrıntı |
|---|---|
| Kimyasal bileşim | Hangi asit veya ortamın söz konusu olduğu, konsantrasyonu ve herhangi bir oksitleyici bulunup bulunmadığı |
| Sıcaklık | En önemli tek değişken; 25 C sıcaklıkta uygun olan bir kalite 90 C sıcaklıkta uygun olmayabilir |
| Florür varlığı | Konsantrasyonu, pH'ı, sıcaklığı ve florürün serbest mi yoksa tamamen kompleksleşmiş mi olduğunu belirtin. pH 7 altındaki HF veya florür içeren çözeltiler için varsayılan olarak titanyum seçmeyin; kompleksleşmiş veya özel olarak inhibe edilmiş durumları ayrı inceleyin |
| Geometri | Aralıklar, contalar ve dar birleşimler aralık korozyonu riskini değiştirir |
Bunları birlikte gönderiniz Talep gönderiniz ve kalite seçimi bir pazarlama söylemine değil, ortama dayanır.
Sıkça Sorulan Sorular
Titanyum korozyona karşı tamamen dayanıklı mıdır?
Hayır. Pasif oksit filmi sayesinde oksitleyici, nötr ve klorürlü ortamlarda üstün performans gösterir; ancak oksitleyici bulunmayan güçlü indirgeyici asitlerde korozyona uğrar ve hidroflorik asitten etkilenir. Sınırı kalite ve sıcaklık belirler.
Titanyum deniz suyunda neden paslanmaz çelikten daha iyi performans gösterir?
Paslanmaz çelik, klorürlerin etkisiyle çukurcuk korozyonuna ve aralık korozyonuna uğrayan bir krom oksit filmine dayanır; titanyumun TiO₂ filmi klorürlerde çok daha kararlıdır ve anında kendini onarır, böylece 316 üzerinde hasara yol açan çukurcuk korozyonuna ve aralık korozyonuna direnir.
Titanyumu hidroklorik veya sülfürik asitle kullanabilir miyim?
Bazen: konsantrasyona, sıcaklığa ve kaliteye bağlıdır. Grade 2 sınırlıdır; Grade 7 (Ti-0.15Pd) güvenli aralığı önemli ölçüde genişletir. Her zaman tam koşullar için bir korozyon tablosuna göre kontrol edin ve titanyumu HF ile asla kullanmayın.
Oksit filmi aşınır mı?
Mekanik olarak uzaklaştırılabilir (çizme, talaşlı imalat), ancak oksijen veya su bulunan her yerde hemen yeniden oluşur. Oksijensiz bir ortamda sürekli aşınma, pasifliğin yenilenme hızının yetersiz kaldığı sıra dışı durumdur.
Pasif filmin açıkladıkları ve açıklamadıkları
Oksit filmi, titanyumun belirli bir ortamda neden o şekilde davrandığını açıklar. Teslim edilen bir ürünün kabul edilebilir olup olmadığını belirlemez; çünkü kabul, çıkarımla değil ölçümle elde edilen bileşim ve mekanik sonuçlara dayanır.
| Filmin açıkladıkları | Ölçümün ve siparişin belirledikleri |
|---|---|
| Metalin oksitleyici koşullarda neden kararlı olduğu | Döküm başına raporlanan bileşim sınırları |
| İndirgeyici asitlerin neden farklı bir kalite gerektirdiği | Siparişte UNS numarasıyla birlikte hangi kalitenin belirtildiği |
| Yüzey hasarının neden önemli olduğu | Teslim durumundan ayrı olarak belirtilen yüzey durumu |
Kalite seçiminin arkasındaki raporlanan değerlerin nasıl elde edildiği
| Raporlanan bilgiler | Spesifikasyonun atıf yaptığı yöntem | Belirtilmesi neyi çözer |
|---|---|---|
| Oksijen ve azot | ASTM E1409 | Belirtilen bir esasa göre raporlanan arayer elementleri |
| Hidrojen | ASTM E1447 | Adı belirtilen bir yöntemle belirlenir |
| Alaşım bileşimi | ASTM E539 ve ASTM E2371 | Atıf yapılan belgelerde belirtilen spektrometrik yöntemler |
Bir yöntemin belirtilmesi, bir değerin nasıl elde edildiğini netleştirir. Siparişte talep edilmeyen bir muayene eklemez ve ne kadar iyi anlaşılmış olursa olsun bir mekanizma, kabul esası değildir.
Kaynaklarıyla şartname ayrıntıları
Korozyona dayanıklı titanyum kalitelerinin kimyasal bileşim aralıkları ASTM B serisi tablolarında belirlenir ve dardır. ASTM B348 ve B265, Grade 7 (UNS R52400) için yüzde 0.12 ila 0.25 paladyum ve Grade 12 (UNS R53400) için yüzde 0.2 ila 0.4 molibden ile yüzde 0.6 ila 0.9 nikel belirtir; düşük paladyumlu Grade 16 (UNS R52402) ise daha küçük bir ilavenin belirtildiği hizmetler için yüzde 0.04 ila 0.08 paladyum taşır. Yüzde birden küçük bu ilaveler, sıcak indirgeyici aside dayanan pasif film ile incelen pasif film arasındaki mühendislik farkının tamamıdır.
Beiyu Titanium, bu korozyon kalitelerini film sorusunun genellikle gündeme geldiği ürün biçimlerinde tedarik eder: boru programı 10 titanyum kalitesini kapsar; teklif dayanağı ASTM B338 boru için ve ASTM B861 ve dikişsiz ve kaynaklı boru için B862; Beiyu'nun B338 rehberinde kapsanan Grade 2, 7, 9 ve 12 ısı değiştirici boruları bu aralıkta yer alır; düşük paladyumlu kimyasal bileşim belirtildiğinde Grades 16 ve 17 mevcuttur. Dikişsiz boru 5 ila 325 mm dış çapta, kaynaklı boru 6.35 ila 1219 mm dış çapta sunulur; dolayısıyla aralık korozyonuna yatkın küçük çaplı bir ısı değiştirici bağlantısı ve büyük çaplı bir kolektör, tek talepte aynı kalite kararından hareketle teklif edilebilir.
Teknik teklif talebi gönderiniz
Korozif ortamlarda kullanılacak titanyum için teklif taleplerinde kaliteyi, ASTM standardını, ortamı, sıcaklığı, klorür veya aralık koşulunu, boyutları ve belge gerekliliğini belirtiniz.