Dec 10, 2025 Eine Nachricht hinterlassen

Korrosionsbeständigkeit von korrosionsbeständigem-Ti

1. Toleranz gegenüber Salzsäure (HCl)

Salzsäure ist eine starke, nicht{0}}oxidierende Säure, die Titanlegierungen herausfordert, indem sie ihren Passivfilm auflöst. Die Leistung hängt von der Konzentration, der Temperatur und der Legierungszusammensetzung ab:

Kommerziell reines Titan (CP Ti, Grade 1–4)

BeiRaumtemperatur (RT)CP Ti widersteht verdünnter HCl (weniger als oder gleich 5 % Konzentration) mit einer Korrosionsgeschwindigkeit<0.1 mm/year, as the passive film remains intact. However, concentrations >10 % bei RT verursachen eine schnelle Filmauflösung, was zu Korrosionsraten von über 1 mm/Jahr führt.

At temperatures >40 Grad, selbst verdünnte HCl (3–5 %) verschlechtert den Passivfilm. Beispielsweise hat CP Ti in 5 % HCl bei 60 Grad eine Korrosionsrate von ~2,5 mm/Jahr, was es für den Langzeitbetrieb ungeeignet macht.

Pd-Legiertes Titan (Ti-0,2Pd, Gr.7)

Pd fungiert als kathodischer Stabilisator und ermöglicht der Legierung, die Passivierung in nicht-oxidierendem HCl aufrechtzuerhalten. Es verträgt10–15 % HCl bei RT(Korrosionsrate<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.

Hoch-Molybdänlegierungen (Ti-32Mo, Ti-15Mo)

Diese --Phasenlegierungen weisen eine überlegene Beständigkeit gegenüber konzentrierter HCl auf. Ti-32Mo hält stand20 % HCl bei RT(Rate<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.

Schlüsselbeschränkung: Alle Titanlegierungen versagen in konzentrierter, heißer HCl (z. B. 37 % HCl bei 80 Grad) ohne Oxidationshemmer (z. B. Salpetersäure, Eisenchlorid), da sich der Film unter stark reduzierenden Bedingungen nicht selbst reparieren kann.

2. Toleranz gegenüber Schwefelsäure (H₂SO₄)

Schwefelsäure ist eine äußerst aggressive, nicht{0}}oxidierende Säure, und die Leistung von Titanlegierungen hängt vom Gleichgewicht zwischen Konzentration, Temperatur und oxidierenden Zusätzen ab:

CP Ti

Bei RT widersteht nur CP Tisehr verdünntes H₂SO₄ (weniger als oder gleich 2 % Konzentration)(Korrosionsrate<0.05 mm/year). Concentrations >5 % bei RT verursachen Filmzerfall, mit Raten von mehr als 3 mm/Jahr. Bei 60 Grad führt bereits 1 % H₂SO₄ zu messbarer Korrosion (~0,5 mm/Jahr).

Ti-0,2Pd (Gr.7)

Die Legierung erweitert die Toleranz auf5–10 % H₂SO₄ bei RT(Rate<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-Legierungen (Ti-15Mo-5Ni, Gr.12)

Diese Legierung verträgt15 % H₂SO₄ bei RT(Rate<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

Sie ist die leistungsstärkste Legierung für H₂SO₄ und widersteht30 % H₂SO₄ bei RT(Rate<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.

Kritischer Hinweis: In heißer, konzentrierter H₂SO₄ (z. B. 98 % bei 100 Grad) korrodieren selbst spezielle Titanlegierungen schnell, und Materialien wie Hastelloy C oder glasbeschichteter Stahl werden bevorzugt.
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3. Toleranz gegenüber Chlor-Alkalilösungen (NaOH/KOH + NaCl)

Chlor-Alkaliumgebungen (z. B. Natronlaugeproduktion, Soleelektrolyse) kombinieren alkalische Medien und hohe Chloridkonzentrationen, aber Titanlegierungen weisen hier aufgrund ihrer Beständigkeit sowohl gegenüber Alkalikorrosion als auch Chlorid-induzierter Lochfraßbildung eine ausgezeichnete Stabilität auf:

CP Ti und Gr.5 (Ti-6Al-4V)FürNatriumhydroxid (NaOH)-Lösungen:

Bei RT tolerieren sie Konzentrationen bis zu50 % NaOH(Korrosionsrate<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.

FürChlorid-haltige ätzende Lösungen(z. B. 30 % NaOH + 5 % NaCl):

Sie halten die Korrosionsraten aufrecht<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).

Hoch-reines CP Ti (Gr.1)

Für Ätzmittel mit ultrahoher-Konzentration (z. B. 70 % NaOH bei 150 Grad) übertrifft Gr.1 andere Qualitäten hinsichtlich der Korrosionsrate<0.2 mm/year, as its low interstitial content (O, N, C) reduces alkaline embrittlement risk.

Entscheidender Vorteil: Im Gegensatz zu rostfreien Stählen kommt es bei Titanlegierungen selbst bei erhöhten Temperaturen und hohen Chloridbelastungen nicht zu Chlorid-Lochfraß oder SCC in Chloralkali-Medien.

4. Toleranz gegenüber Meerwasser und Meeresumgebungen

Meerwasser ist ein komplexes Medium, das einen hohen Anteil an Chloridionen (~3,5 % NaCl), gelöstem Sauerstoff und Biofouling-Organismen enthält. Titanlegierungen bieten jedoch eine unübertroffene langfristige Korrosionsbeständigkeit:

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

BeiUmgebungstemperatur bis zu erhöhten Temperaturen (bis zu 120 Grad), alle Qualitäten weisen Korrosionsraten auf<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).

FürGezeiten-/Spritzwasserzonen(zyklische Nass--Trockenbelastung) vermeiden Titanlegierungen die Korrosion-Ermüdungsausfälle, die bei Kohlenstoffstahl- oder Kupfer-{2}}Nickellegierungen häufig auftreten. Gr.5 (Ti-6Al-4V) behält außerdem eine hohe mechanische Festigkeit und ist daher ideal für Offshore-Steigleitungen und Schiffspropellerwellen.

InBiofouling-anfälliges MeerwasserMeeresorganismen können sich zwar an der Oberfläche festsetzen, dringen jedoch nicht in den Passivfilm ein und verursachen keine Korrosion unter -Ablagerungen (anders als bei rostfreien Stählen). Durch regelmäßige Reinigung werden Verschmutzungen entfernt, ohne die Legierung zu beschädigen.

Extreme Meeresbedingungen(z. B. Meerwasser + H₂S, hoher-Druck, tiefes-Meer)

Ti-0,2Pd (Gr.7) und Ti-32Mo widerstehen der Wasserstoffversprödung durch H₂S und behalten die Korrosionsbeständigkeit bei Drücken von bis zu 100 MPa (10.000 m Tiefe) bei, geeignet für Unterwasser-Öl-/Gasgeräte.

Langfristige-Leistung: Titanlegierungskomponenten funktionieren seit über 30 Jahren in natürlichem Meerwasser ohne messbare Korrosion oder Verschlechterung, was die Lebensdauer herkömmlicher Schiffslegierungen bei weitem übersteigt.

Zusammenfassung der Toleranzbereiche korrosionsbeständiger-Titanlegierungen

Ätzendes Medium Legierungsgrad Konzentrations-/Temperaturgrenze (Langzeitgebrauch) Korrosionsrate (typisch)
Salzsäure (HCl) CP Ti Weniger als oder gleich 5 % bei RT <0.1 mm/year
Ti-0,2Pd (Gr.7) 10–15 % bei RT; 5 % bei 80 Grad <0.05 mm/year
Ti-32Mo 20 % bei RT; 10 % bei 100 Grad <0.2 mm/year
Schwefelsäure (H₂SO₄) CP Ti Weniger als oder gleich 2 % bei RT <0.05 mm/year
Ti-0,2Pd (Gr.7) 5–10 % bei RT (mit Oxidationsmitteln: 20 % bei RT) <0.1 mm/year
Ti-32Mo 30 % bei RT; 15 % bei 100 Grad <0.02 mm/year
Chlor-Alkali (NaOH+NaCl) CP Ti/Gr.5 50 % NaOH bei RT; 30 % NaOH bei 100 Grad (mit 5 % NaCl) <0.1 mm/year
Meerwasser Alle Klassen Bis zu 120 Grad, 100 MPa Druck <0.001 mm/year

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