Perché l'acqua di mare mangia il 316L ma non il titanio?
L'acqua di mare contiene cloruri. I cloruri abbattono lo strato passivo sulla maggior parte degli acciai inossidabili. Il risultato è vaiolatura, corrosione interstiziale e infine perforazione.
Il titanio si comporta diversamente. Lo strato di ossido che si forma sul titanio è stabile in ambienti clorurati. Non si rompe. Una volta formato, rimane intatto anche in acqua di mare calda, stagnante o a basso-flusso.
Il tubo in titanio ASTM B338 GR1 non si buca nell'acqua di mare.Questo è un fatto elettrochimico. Migliaia di scambiatori di calore e condensatori utilizzano GR1 nel servizio costiero e offshore.
Il GR1 si corrode nell'acqua di mare nel tempo?
GR1 forma uno strato sottile e continuo di biossido di titanio (TiO₂) entro pochi secondi dall'esposizione all'acqua di mare. Questo strato è chimicamente stabile nelle soluzioni di cloruro fino a circa 120 gradi (250 gradi F). Non si ispessisce in modo significativo nel tempo. Non si sfalda. Non necessita di manutenzione.
I tassi di corrosione per GR1 nell'acqua di mare corrente sono generalmente inferiori a 0,001 mm all'anno.A questo ritmo, un tubo con parete di 1,65 mm impiegherebbe più di 1.500 anni per perdere 1 mm di spessore della parete. Per scopi pratici, GR1 non si corrode nell'acqua di mare.
GR1 resiste alla corrosione interstiziale?
La corrosione interstiziale è la principale modalità di guasto del titanio nell'acqua di mare. Si verifica in spazi stretti dove l'ossigeno non può raggiungere - sotto il biofouling, nei giunti tra tubo-e-piastra tubiera o sotto le guarnizioni.
GR1 resiste alla corrosione interstiziale nell'acqua di mare fino a circa 80 gradi (176 gradi F) in condizioni di pH neutro. Al di sopra di tale temperatura il rischio aumenta.
Per il servizio con acqua di mare superiore a 80 gradi, specificare GR7 o GR12 invece di GR1.Questi gradi contengono piccole aggiunte di palladio o molibdeno che migliorano la resistenza alla corrosione interstiziale a temperature più elevate.
La maggior parte degli scambiatori di calore raffreddati con acqua di mare-funziona a 40-60 gradi. GR1 si comporta bene in questo intervallo.
Il GR1 è migliore del 316L e del rame-nichel nell'acqua di mare?
| Materiale | Resistenza alla vaiolatura | Resistenza alla corrosione interstiziale | Vita utile tipica |
|---|---|---|---|
| GR1 titanio | Eccellente | Buono (fino a 80 gradi) | 20+ anni |
| Titanio GR2 | Eccellente | Buono (fino a 80 gradi) | 20+ anni |
| Acciaio inossidabile 316L | Povero | Povero | 6–18 mesi |
| 90/10 Cu-Ni | Giusto | Giusto | 5-10 anni |
| 70/30 Cu-Ni | Bene | Giusto | 10-15 anni |
| Super duplex (2507) | Bene | Giusto | 10-15 anni |
GR1 e GR2 funzionano in modo identico in acqua di mare.La differenza di ossigeno tra i gradi non influisce sulla resistenza alla corrosione. La scelta tra GR1 e GR2 per l'acqua di mare dipende dai requisiti di fabbricazione, non dalle prestazioni di corrosione.
Il biofouling si attacca ai tubi in titanio GR1?
SÌ. Gli organismi marini si attaccano alla maggior parte delle superfici. GR1 non è immune al biofouling. Cirripedi, cozze e alghe si attaccheranno ai tubi di titanio proprio come si attaccano all'acciaio inossidabile o alle leghe di rame.
La differenza sta nella pulizia.I tubi in titanio tollerano metodi di pulizia aggressivi che danneggerebbero altri materiali.
Getto d'acqua ad alta-pressione (fino a 10.000 psi) - nessun danno
Pulizia con palline di spugna - nessun problema
Pulizia chimica con acidi - il titanio resiste alla maggior parte degli acidi utilizzati per la decalcificazione
Le leghe di rame-nichel si erodono durante il lavaggio ad alta-pressione perché la loro pellicola protettiva è più morbida. Uno scambiatore di calore in titanio può essere pulito in modo aggressivo senza preoccuparsi della perdita o della vaiolatura delle pareti dei tubi.
Il GR1 può essere utilizzato in acqua inquinata o salmastra?
SÌ. L'acqua di mare inquinata, l'acqua salmastra e l'acqua di estuario sono tutte accettabili per GR1.
L'idrogeno solforato (H₂S) proveniente da condizioni anaerobiche non attacca il titanio. Le leghe di rame-nichel subiscono una corrosione accelerata a causa dei solfuri. Il titanio no.
Anche l’ammoniaca, un altro inquinante comune nell’acqua di raffreddamento, non influisce sul titanio. La tensocorrosione da ammoniaca - è un problema noto per le leghe di rame e alcuni acciai inossidabili - non si verifica nel titanio.
Qual è il limite di temperatura per GR1 nell'acqua di mare?
GR1 è adatto per il servizio continuo con acqua di mare da 0 gradi a circa 80 gradi (da 32 gradi F a 176 gradi F) a pH neutro (6–8).
Al di sopra degli 80 gradi, il rischio di corrosione interstiziale aumenta in modo significativo.Se la temperatura operativa supera gli 80 gradi, aggiornare a GR7. GR7 resiste alla corrosione interstiziale nell'acqua di mare fino a 200 gradi.
Al di sotto di 0 gradi, l'acqua del mare ghiaccia. Per applicazioni sotto-zero, GR1 mantiene la duttilità fino a -200 gradi. Non si verifica alcun infragilimento.
Il GR1 è stato testato nel-servizio a lungo termine con acqua di mare?
I tubi in titanio GR1 sono utilizzati in acqua di mare dagli anni '70. Migliaia di scambiatori di calore, condensatori e raffreddatori utilizzano GR1 o GR2 nelle centrali elettriche costiere, negli impianti di desalinizzazione, nelle piattaforme offshore e nelle navi marittime.
La durata di servizio documentata supera i 20 anni nella maggior parte dei casi.Molte installazioni funzionano ancora sui tubi originali dopo 30+ anni.
I guasti che si verificano sono quasi sempre dovuti a:
Corrosione interstiziale sui giunti delle piastre tubiere (scarso rotolamento o guarnizioni)
Infragilimento da idrogeno dovuto a iperprotezione catodica (raro)
Danni meccanici durante la pulizia o la manutenzione
Una corretta progettazione e installazione prevengono questi guasti.
Domande frequenti
1. Quanto durerà il tubo in titanio GR1 nell'acqua di mare?
20-30 anni minimo. Molte installazioni superano i 30 anni senza perdite misurabili della parete. Il fattore limitante è solitamente il danno meccanico, non la corrosione.
2. Il GR1 affonda nell'acqua di mare come il 316L?
Non esistono. 316L buchi perché i cloruri ne distruggono lo strato di ossido. Lo strato di ossido del GR1 è stabile nei cloruri. La vaiolatura non si verifica in acqua di mare pulita.
3. Qual è la temperatura massima del GR1 nell'acqua di mare?
80 gradi (176 gradi F) per condizioni di assenza di fessure-. Sopra gli 80 gradi, aggiorna a GR7. Al di sotto degli 80 gradi, GR1 è affidabile.
4. Il GR1 è in grado di gestire l'acqua di mare stagnante?
Sì, ma con dei limiti. Le condizioni stagnanti consentono l’accumulo di biofouling. Le fessure sotto incrostazioni possono portare alla corrosione interstiziale, soprattutto sopra i 60 gradi. Per un servizio a lungo termine si consiglia un flusso minimo di 1,5 m/s.
5. Il GR1 è migliore del GR2 per l'acqua di mare?
Nessuna differenza nelle prestazioni di corrosione. La scelta tra GR1 e GR2 per l'acqua di mare dovrebbe essere basata sulle esigenze di fabbricazione. GR1 è più duttile per la flessione e la laminazione. GR2 è più forte ma meno formabile.
6. GR1 reagisce con il cloro o con l'acqua di mare clorata?
No. GR1 è resistente al cloro e all'ipoclorito fino a concentrazioni moderate. Alcuni impianti di desalinizzazione utilizzano acqua di mare clorata per il controllo del biofouling. GR1 lo gestisce senza problemi.
7. È possibile utilizzare GR1 con tubi-rivestiti in gomma?
Sì, ma evita le fessure strette tra gomma-e-titanio. Se il rivestimento in gomma entra in contatto con la superficie del tubo, assicurarsi che il giunto sia sigillato per evitare l'intrappolamento di acqua di mare. Sono preferibili guarnizioni metalliche.
8. Qual è il rischio di corrosione galvanica con altri metalli presenti nell'acqua di mare?
Il titanio è catodico rispetto alla maggior parte degli altri metalli presenti nell'acqua di mare. Quando collegato ad acciaio al carbonio, alluminio o leghe di rame, l'altro metallo si corrode più velocemente.Isolare il titanio da metalli diversi utilizzando guarnizioni o rivestimenti in plastica.
9. La saldatura influisce sulla resistenza alla corrosione nell'acqua di mare?
No, se fatto correttamente. Un tubo GR1 adeguatamente saldato (saldatura in argento, supporto in argon) ha la stessa resistenza alla corrosione del metallo base. Una saldatura contaminata (colore blu o paglierino) si corroderà preferibilmente.
10. Come pulire il biofouling dai tubi GR1?
Il getto d'acqua ad alta-pressione (5.000-10.000 psi) funziona bene. Anche la pulizia con palline di spugna è efficace. È accettabile la pulizia acida con acido cloridrico o solfammico inibito. Non utilizzare acido fluoridrico - attacca il titanio.
Confezione
I tubi in titanio ASTM B338 sono confezionati in casse di legno di grado esportazione-o in fasci con telaio in acciaio-, con ciascuna estremità del tubo tappata per impedire l'ingresso di umidità e la contaminazione di detriti.I tubi sono separati da divisori in schiuma o cartone per evitare graffi sulla superficie durante il trasporto. Per i tubi piegati a U-, vengono forniti un rivestimento in plastica individuale e una separazione degli strati per mantenere la geometria della piega.Tutti gli imballaggi sono conformi allo standard ISPM-15 per le spedizioni internazionalie i numeri di colata sono chiaramente indicati su ciascun pacco o custodia per la completa tracciabilità al ricevimento.
La nostra fabbrica e le nostre attrezzature
La nostra struttura è dotata di linee di produzione di tubi in titanio dedicate, tra cui laminatoi a freddo, banchi di trafilatura e forni di ricottura riempiti di argon-specificamente calibrati per titanio commercialmente puro.Per i tubi saldati utilizziamo stazioni di saldatura TIG automatiche con monitoraggio online delle correnti parassite per rilevare in tempo reale i difetti del cordone di saldatura.Le apparecchiature di ispezione includono uno spettrometro a spettro completo- per la verifica chimica, un rilevatore di difetti a ultrasuoni per tubi senza saldatura e un tester di pressione idrostatica valutato a 10.000 psi.Tutti i tubi finiti passano attraverso un micrometro laser per la misurazione del diametro esterno e dello spessore delle pareti.Il nostro laboratorio di qualità effettua controlli incrociati-indipendenti su ogni lotto di caloree tutte le apparecchiature di ispezione vengono calibrate annualmente secondo gli standard tracciabili NIST-. Questa configurazione ci consente di produrre tubi ASTM B338 che soddisfano o superano costantemente le prestazioni meccaniche e di corrosione richieste.
