Corrosiebestendigheid van corrosie-Bestand Ti

1. Tolerantie voor zoutzuur (HCl)

Zoutzuur is een sterk niet-oxiderend zuur dat titaniumlegeringen uitdaagt door hun passieve film op te lossen, waarbij de prestaties afhankelijk zijn van concentratie, temperatuur en legeringssamenstelling:

Commercieel zuiver titanium (CP Ti, klasse 1–4)

Bijkamertemperatuur (RT)CP Ti is bestand tegen verdunde HCl (concentratie kleiner dan of gelijk aan 5%) met een corrosiesnelheid<0.1 mm/year, as the passive film remains intact. However, concentrations >10% bij kamertemperatuur veroorzaakt een snelle oplossing van de film, wat leidt tot corrosiesnelheden van meer dan 1 mm/jaar.

At temperatures >40 graden, zelfs verdunde HCl (3–5%) degradeert de passieve film. CP Ti in 5% HCl bij 60 graden heeft bijvoorbeeld een corrosiesnelheid van ~2,5 mm/jaar, waardoor het ongeschikt is voor langdurig gebruik.

Pd-Gelegeerd titanium (Ti-0,2Pd, Gr.7)

Pd werkt als een kathodische stabilisator, waardoor de legering de passivatie in niet-oxiderende HCl kan behouden. Het tolereert10–15% HCl bij kamertemperatuur(corrosiesnelheid<0.05 mm/year) and 5% HCl at 80°C (rate <0.1 mm/year). Above 15% HCl at RT or 10% HCl at 60°C, passivation fails, and corrosion accelerates.

Hoge-molybdeenlegeringen (Ti-32Mo, Ti-15Mo)

Deze -faselegeringen hebben een superieure weerstand tegen geconcentreerde HCl. Ti-32Mo is bestand tegen20% HCl bij kamertemperatuur(tarief<0.01 mm/year) and 10% HCl at 100°C (rate <0.2 mm/year), making it ideal for chemical processing equipment handling mid-concentration HCl.

Sleutelbeperking: Alle titaniumlegeringen falen in geconcentreerde, hete HCl (bijvoorbeeld 37% HCl bij 80 graden) zonder oxiderende remmers (bijvoorbeeld salpeterzuur, ijzerchloride), omdat de film zichzelf niet- kan herstellen in sterk reducerende omstandigheden.

2. Tolerantie voor zwavelzuur (H₂SO₄)

Zwavelzuur is een zeer agressief, niet-oxiderend zuur, en de prestaties van titaniumlegeringen zijn afhankelijk van de balans tussen concentratie, temperatuur en oxiderende additieven:

CP Ti

Bij RT biedt CP Ti alleen weerstandzeer verdunde H₂SO₄ (concentratie kleiner dan of gelijk aan 2%)(corrosiesnelheid<0.05 mm/year). Concentrations >5% bij RT veroorzaakt filmafbraak, met percentages van meer dan 3 mm/jaar. Bij 60 graden leidt zelfs 1% H₂SO₄ tot meetbare corrosie (~0,5 mm/jaar).

Ti-0,2Pd (Gr.7)

De legering breidt de tolerantie uit5–10% H₂SO₄ bij kamertemperatuur(tarief<0.1 mm/year) and 2% H₂SO₄ at 80°C. Adding small amounts of oxidizing agents (e.g., 0.5% HNO₃ or 0.1% Fe³⁺) stabilizes the passive film, allowing service in 20% H₂SO₄ at RT.

Ti-Mo-Ni-legeringen (Ti-15Mo-5Ni, Gr.12)

Deze legering verdraagt15% H₂SO₄ bij kamertemperatuur(tarief<0.08 mm/year) and 5% H₂SO₄ at 100°C. It is widely used in sulfuric acid-based chemical pickling and fertilizer production equipment.

Ti-32Mo

Het is de best presterende legering voor H₂SO₄ en is resistent30% H₂SO₄ bij kamertemperatuur(tarief<0.02 mm/year) and 15% H₂SO₄ at 100°C. It is the material of choice for concentrated sulfuric acid handling systems where other titanium alloys fail.

Kritische noot: In hete, geconcentreerde H₂SO₄ (bijvoorbeeld 98% bij 100 graden) corroderen zelfs gespecialiseerde titaniumlegeringen snel, en materialen zoals Hastelloy C of met glas-gevoerd staal hebben de voorkeur.

3. Tolerantie voor chloor-alkalioplossingen (NaOH/KOH + NaCl)

Chloor{0}}alkali-omgevingen (bijvoorbeeld de productie van natronloog, pekelelektrolyse) combineren alkalische media en hoge chlorideconcentraties, maar titaniumlegeringen vertonen hier uitstekende stabiliteit vanwege hun weerstand tegen zowel alkalische corrosie als chloride-geïnduceerde putjes:

CP Ti en Gr.5 (Ti-6Al-4V)Voornatriumhydroxide (NaOH) oplossingen:

Bij RT tolereren ze concentraties tot50% NaOH(corrosiesnelheid<0.01 mm/year). At 100°C, they resist 30% NaOH (rate <0.1 mm/year); above 40% NaOH at 120°C, the passive film degrades slightly (rate ~0.3 mm/year), but remains acceptable for short-term service.

Voorchloride-bevat bijtende oplossingen(bijvoorbeeld 30% NaOH + 5% NaCl):

Ze handhaven de corrosiesnelheid<0.05 mm/year at 80°C, with no pitting or stress corrosion cracking (SCC). This makes them standard for chlor-alkali electrolyzer components (e.g., cathode baskets, cell liners).

Hoge-zuiverheid CP Ti (Gr.1)

Voor bijtende stoffen met een ultra-hoge- concentratie (bijv. 70% NaOH bij 150 graden), presteert Gr.1 beter dan andere kwaliteiten met een corrosiesnelheid<0.2 mm/year, as its low interstitial content (O, N, C) reduces alkaline embrittlement risk.

Belangrijkste voordeel: In tegenstelling tot roestvast staal hebben titaniumlegeringen geen last van chlorideputjes of SCC in chloor{0}}alkalimedia, zelfs bij hoge temperaturen en hoge chloridebelastingen.

4. Tolerantie ten opzichte van zeewater en mariene omgevingen

Zeewater is een complex medium dat een hoog gehalte aan chloride-ionen (~3,5% NaCl), opgeloste zuurstof en biofouling-organismen bevat, maar titaniumlegeringen bieden een ongeëvenaarde corrosieweerstand op lange- termijn:

Alle titaniumlegeringen (CP Ti, Gr.5, Gr.7)

Bijomgevings- tot verhoogde temperaturen (tot 120 graden), vertonen alle kwaliteiten corrosiesnelheden<0.001 mm/year-negligible for practical purposes. The passive film resists chloride-induced pitting, crevice corrosion, and intergranular corrosion, even in stagnant or low-oxygen seawater (e.g., deep-sea environments).

Voorgetijden-/spatzones(cyclische natte-droge blootstelling) vermijden titaniumlegeringen de corrosie-vermoeidheidsproblemen die vaak voorkomen bij koolstofstaal of koper-nikkellegeringen. Gr.5 (Ti-6Al-4V) behoudt bovendien een hoge mechanische sterkte, waardoor het ideaal is voor offshore stijgbuizen en scheepsschroefassen.

Inbiofouling-gevoelig zeewaterHoewel mariene organismen zich aan het oppervlak kunnen hechten, dringen ze niet door de passieve film heen en veroorzaken ze geen corrosie onder-afzettingen (in tegenstelling tot roestvrij staal). Periodieke reiniging verwijdert vervuiling zonder de legering te beschadigen.

Extreme maritieme omstandigheden(bijvoorbeeld zeewater + H₂S, hoge-druk diep-zee)

Ti-0.2Pd (Gr.7) en Ti-32Mo zijn bestand tegen waterstofverbrossing door H₂S en behouden corrosieweerstand bij drukken tot 100 MPa (10.000 m diepte), geschikt voor onderzeese olie-/gasapparatuur.

Prestaties op lange termijn: Componenten van titaniumlegeringen werken al meer dan 30 jaar in natuurlijk zeewater zonder meetbare corrosie of degradatie, wat de levensduur van traditionele scheepslegeringen ruimschoots overtreft.

Samenvatting van corrosie-tolerantiebereiken voor resistente titaniumlegeringen

Corrosief medium	Legering kwaliteit	Concentratie-/temperatuurlimiet (Lange- service op lange termijn)	Corrosiesnelheid (typisch)
Zoutzuur (HCl)	CP Ti	Minder dan of gelijk aan 5% bij RT	<0.1 mm/year
	Ti-0,2Pd (Gr.7)	10–15% bij RT; 5% bij 80 graden	<0.05 mm/year
	Ti-32Mo	20% bij kamertemperatuur; 10% bij 100 graden	<0.2 mm/year
Zwavelzuur (H₂SO₄)	CP Ti	Minder dan of gelijk aan 2% bij RT	<0.05 mm/year
	Ti-0,2Pd (Gr.7)	5–10% bij kamertemperatuur (met oxidatiemiddelen: 20% bij kamertemperatuur)	<0.1 mm/year
	Ti-32Mo	30% bij kamertemperatuur; 15% bij 100 graden	<0.02 mm/year
Chloor-Alkali (NaOH+NaCl)	CP Ti/Gr.5	50% NaOH bij kamertemperatuur; 30% NaOH bij 100 graden (met 5% NaCl)	<0.1 mm/year
Zeewater	Alle kwaliteiten	Tot 120 graden, 100 MPa druk	<0.001 mm/year