Korrosionsbeständigkeit von Titan in Wasser und Meerwasser
Titan-Industrien : Sep. 24, 2025Warum versagen herkömmliche Metalle so schnell?
In Küstenkraftwerken und Entsalzungsanlagen kommt es in der Regel alle 5 bis 7 Jahre zu Abschaltungen aufgrund von Korrosion von Edelstahl 316L oder Cu-Ni-Legierungen. Die Wartungskosten können bis zu 25 % der Anfangsinvestition betragen. Titan, immun gegen Meerwasser unter 260 °C, ist der Schlüssel zur Minimierung von Ausfallzeiten und Wartung.
Wie "heilt" sich Titan selbst?
Wenn Titan mit Sauerstoff im Wasser in Kontakt kommt, bildet es innerhalb von weniger als 10⁻⁴ Sekunden sofort einen 2–5 nm dicken passiven TiO₂-Film. Selbst bei Kratzern repariert sich die Folie sofort von selbst.
Mit steigender Temperatur verdickt sich der Oxidfilm und erreicht ~20 nm bei 250 °C, während seine dichte Struktur und seine hervorragende Chlorbeständigkeit erhalten bleiben.
Handelsreines Titan (Gr 2) hat eine Lochfraßbeständigkeitsschwelle von ~82 °C; palladiumlegiertes Titan (Gr 7) erhöht diesen Wert auf ~150 °C.
Im Gegensatz dazu neigen Cr₂O₃- oder Al₂O₃-Schichten auf Edelstahl unter 300 mV SCE-Bedingungen zum Reißen, während TiO₂ stabil und intakt bleibt. Auch nach Kratzern "wächst" Titan seine Schutzschicht im Wasser nach und widersteht so kontinuierlich der Korrosion.
Experimentelle und Feldleistung in Wasser-/Meerwassersystemen
In Umgebungen mit Meerwasserkorrosion müssen bei der Verwendung von Titanwerkstoffen die neuesten internationalen Standards strikt eingehalten werden, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Materials zu gewährleisten.
| Anwendungsumgebung | Grad | Temperatur / Durchfluss | Korrosionsrate (mm/y) | Leistung vor Ort |
|---|---|---|---|---|
| Sattdampf / Kondensat | Gr 2 | 315 °C | < 0.001 | Null Korrosion in 2 Jahren |
| Zirkulierendes Meerwasser | Gr 2 | 260 °C | < 0.0001 | Kein Ersatz seit 16 Jahren |
| Meerwasser mit hohem Chloridgehalt (70–150 ppm Cl⁻) | Gr 7 | 150 °C | < 0.002 | Intakt nach 5 Jahren |
| Erosionstest mit hoher Geschwindigkeit | Gr 2 | 36,6 m/s | < 0.005 | Geringer Verschleiß nach 18 Monaten |
| Mikrobielle Korrosion von SRB | Gr 2 | Statisch · 35 °C | Nichts | Verifiziert über 12 Monate |
Wichtige Umweltfaktoren, die die Korrosionsbeständigkeit von Titan beeinflussen
Gr 2 behält eine nahezu Immunität bis zu 82 °C bei. Palladiumlegierte Typen (Gr 7, Gr 11) erhöhen die Lochfraßbeständigkeit auf bis zu ~150 °C.
Bei hohen Cl⁻- und Hochtemperatureinstellungen wird Gr 12 empfohlen, der NACE MR0175 entspricht.
Titan widersteht Biofouling bei Strömungsgeschwindigkeiten von 2–3 m/s und hält Erosion bis zu 36 m/s stand.
Der passive TiO₂-Film bleibt über einen pH-Wert von 1 bis 12 stabil. Der gelöste Sauerstoff sollte ≥ 1 ppm betragen, um ein Versagen der Passivierung zu vermeiden.
Leistungsvergleich im Meerwasser: Titan vs. gewöhnliche Metalle (25 °C)
| Parameter | Ti Gr 2 | Edelstahl 316L | Cu-Ni 90/10 | Aluminium Messing |
|---|---|---|---|---|
| Gleichmäßige Korrosion (mm/y) | < 0.0001 | 0.02–0.05 | 0.002 | 0.02 |
| Lochfraß-Schwelle (°C) | 82 | 25–30 | 30 | 25 |
| Mikrobielles Korrosionsrisiko | Nichts | Mittel–Hoch | Mittel | Hoch |
| Sichere Strömungsgeschwindigkeit (m/s) | ≥ 30 | 6–9 | 4 | 4 |
| Schlauchwechsel in 20 Jahren | 0 | 1–2 | 1 | 1 |
Welche Titansorte für welche Wasserqualität?
Die Materialauswahl sollte auf dem Chloridgehalt, der Temperatur und dem Korrosionsrisiko basieren. Verwenden Sie die folgende Tabelle, um sich zu orientieren.
| Wasserqualität | Anwendungsszenario | Empfohlene Sorte | Notizen |
|---|---|---|---|
| Fluss/Kommune (<100 ppm) | Fernwärmeübertrager, Kondensatoren | Gr 2 | Niedrige Kosten, volle Korrosionsbeständigkeit |
| Typisches Meerwasser (35–70 ppm Cl⁻) | RO-Einlässe, Kühlsysteme für Schiffe | Gr 2 | Hält bis 260 °C stand, SCC-immun |
| Meerwasser mit hohem Chloridgehalt (70–150 ppm) | MED/MSF-Verdampfer für produziertes Wasser | Gr 7 | Pd-legiert für Spaltkorrosion bis 150 °C |
| H₂S-haltiges Meerwasser | Unterwasser-Pipelines, Feuerlöschleitungen, FPSOs | Gr 12 | Zertifiziert nach NACE MR0175, bis 120 °C |
| Hohe Festigkeit + Druck | Pumpen, Unterwasserbolzen, Turbinenkondensatoren | Gr 5 / Gr 23 | Hohe Festigkeit für raue Bedingungen |
Meerwasser-Korrosionsnormen für Titan
In Umgebungen mit Meerwasserkorrosion müssen bei der Verwendung von Titanwerkstoffen die neuesten internationalen Standards strikt eingehalten werden, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Materials zu gewährleisten.
- Die ISO 21457:2022 empfiehlt Pd-Ti für Bedingungen ≤120 °C, Cl⁻ ≤100 ppm.
- NACE MR0175:2024 erlaubt Gr 12 für saures Meerwasser bis zu 120 °C.
- ASTM B338-24 fügt Spezifikationen für dickwandige Gr 23-Rohre hinzu.
- DNV RP-F112 (Entwurf 2025) erfordert einen Erosionsnachweis für eine Meerwasserströmung von ≥35 m/s und eine Lebensdauer von 40 Jahren.
Feldfallstudie: Entsalzungsanlage Ras Al Khair, Saudi-Arabien
Diese 2014 in Betrieb genommene SWRO-Anlage mit einer Kapazität von 1,036 Mio. m³/Tag verbrauchte ~6000 Tonnen Gr 2 + Gr 7 Titan. Betrieb bei 110 °C, Cl⁻ 67–90 ppm für 11+ Jahre ohne Wartung oder Austausch – Einsparungen von über 85 Millionen US-Dollar bis heute.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
F: Korrodiert Titan im Meerwasser wirklich nicht?
A: Mit der richtigen Sorte (z. B. Gr 2 oder Gr 7) weist Titan eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit unter ≤90 ppm Cl⁻ und ≤260 °C auf. Die gemessenen Raten sind < 0.0001 mm/y.
F: Wann ist Pd-legiertes Titan notwendig?
A: In Verdampfern oder Wärmetauschern mit Cl⁻ >100 ppm oder Temperatur >100 °C wird Gr 7 (mit Pd) empfohlen, um Spaltkorrosion zu verhindern.
F: Warum ist Titan im Vergleich zu 316L den Preis wert?
A: Obwohl die Anschaffungskosten um 2 bis 3 × höher sind, hält Titan in der Regel 20+ Jahre ohne Austausch, wodurch die Gesamtlebenszykluskosten um 20 bis 30 % gesenkt werden.
F: Kann Titan geschweißt werden? Kann es mit Edelstahl verbunden werden?
A: Titan kann WIG-geschweißt werden. Es kann nicht direkt mit Edelstahl verschweißt werden und erfordert explosionsverschweißte Übergangsverbindungen.
F: Welche Zertifizierungen können Sie anbieten?
A: Chalco bietet ISO 9001, AS9100, EN 10204 3.1/3.2, SGS, TÜV und mehr an.
Kontakt Chalco Titanium – garantierte 20-jährige Korrosionsbeständigkeit
Wir betreuen Kunden in den Bereichen Energie, Wasser, Entsalzung, Chemie, Schifffahrt und Offshore. Stehen Sie vor einem der folgenden Punkte?
Häufiger Rohrausfall und hohe Ausfallkosten, Unerwartete Meerwasserkorrosion über das Design hinaus, Unsicherheit bei der Wahl von Gr 2 / Gr 7 / Gr 12, Erstellung von Spezifikationen oder Ausschreibungsvorschlägen.
Lassen Sie Chalco Titanium Ihnen helfen bei:
- Freie Auswahl von Güten und Abmessungen
- Vollständige Zertifizierungen, Prüfdaten und Schweißunterstützung
- Abgleich des Inventars mit den Zeichnungen; 24-Stunden-Angebotserstellung
- Engineering Samples und Unterstützung bei der Validierung in der Frühphase
Fordern Sie Ihr Musterkit → Gr 2 / Gr 7 Röhrchen (je 200 mm) an
Nehmen Sie an 1000+ globalen Projekten teil → Sehen Sie 20 Jahre Korrosionsfreiheit in Aktion
