Resistência à corrosão de titânio em água e água do mar
Indústrias de titânio : Sep. 24, 2025Por que os metais convencionais falham tão rapidamente?
As usinas costeiras e os sistemas de dessalinização normalmente sofrem desligamentos a cada 5 a 7 anos devido à corrosão do aço inoxidável 316L ou ligas-Ni. Os custos de manutenção podem chegar a 25% do investimento inicial. O titânio, imune à água do mar abaixo de 260 °C, é a chave para minimizar o tempo de inatividade e a manutenção.
Como o titânio "se autocura"?
Quando o titânio entra em contato com o oxigênio na água, ele forma instantaneamente um filme passivo de TiO₂ de 2 a 5 nm de espessura em menos de 10⁻⁴ segundos. Mesmo quando arranhado, o filme se auto-repara imediatamente.
À medida que a temperatura aumenta, o filme de óxido engrossa - atingindo ~ 20 nm a 250 ° C - mantendo sua estrutura densa e excelente resistência ao cloro.
O titânio comercialmente puro (Gr 2) tem um limite de resistência à corrosão de ~ 82 ° C; titânio ligado a paládio (Gr 7) aumenta isso para ~ 150 ° C.
Em contraste, os filmes de Cr₂O₃ ou Al₂O₃ em aço inoxidável tendem a se romper sob condições SCE de 300 mV, enquanto o TiO₂ permanece estável e intacto. Mesmo após arranhões, o titânio "regenera" sua camada protetora na água, resistindo continuamente à corrosão.
Desempenho experimental e de campo em sistemas de água/água do mar
Em ambientes de corrosão da água do mar, a aplicação de materiais de titânio deve aderir estritamente aos mais recentes padrões internacionais para garantir a confiabilidade e segurança do material.
| Ambiente de aplicação | Grau | Temperatura / Taxa de fluxo | Taxa de corrosão (mm / a) | Desempenho em campo |
|---|---|---|---|---|
| Vapor Saturado / Condensado | Gr 2 | 315 °C | < 0.001 | Corrosão zero em 2 anos |
| Circulação de água do mar | Gr 2 | 260 °C | < 0.0001 | Sem substituição em 16 anos |
| Água do mar com alto teor de cloreto (70–150 ppm Cl⁻) | Gr 7 | 150 °C | < 0.002 | Intacto após 5 anos |
| Teste de erosão de alta velocidade | Gr 2 | 36,6 m/s | < 0.005 | Desgaste mínimo após 18 meses |
| Corrosão Microbiana SRB | Gr 2 | Estático · 35 °C | Nenhum | Verificado há mais de 12 meses |
Principais fatores ambientais que afetam a resistência à corrosão do titânio
Gr 2 retém quase imunidade até 82 °C. Os graus de liga de paládio (Gr 7, Gr 11) aumentam a resistência à corrosão em até ~150 °C.
Em configurações de alto Cl⁻ e alta temperatura, recomenda-se o Gr 12, em conformidade com NACE MR0175.
O titânio resiste à bioincrustação em velocidades de fluxo de 2 a 3 m/s e resiste à erosão de até 36 m/s.
O filme passivo de TiO₂ permanece estável em pH 1–12. O oxigênio dissolvido deve ser ≥ 1 ppm para evitar falha na passivação.
Comparação do desempenho da água do mar: titânio vs metais comuns (25 °C)
| Parâmetro | Ti Gr 2 | 316L SS | -Ni 90/10 | Latão de alumínio |
|---|---|---|---|---|
| Corrosão uniforme (mm/y) | < 0.0001 | 0.02–0.05 | 0.002 | 0.02 |
| Limiar de pite (°C) | 82 | 25–30 | 30 | 25 |
| Risco de corrosão microbiana | Nenhum | Médio-Alto | Média | Alto |
| Velocidade de fluxo segura (m/s) | ≥ 30 | 6–9 | 4 | 4 |
| Substituição do tubo em 20 anos | 0 | 1–2 | 1 | 1 |
Qual grau de titânio para qual qualidade de água?
A escolha do material deve ser baseada no nível de cloreto, temperatura e risco de corrosão. Use a tabela abaixo para orientação.
| Qualidade da água | Cenário de aplicação | Grau recomendado | Anotações |
|---|---|---|---|
| Fluvial/Municipal (<100 ppm) | Trocadores de calor urbanos, condensadores | Gr 2 | Baixo custo, imunidade total à corrosão |
| Água do mar típica (35–70 ppm Cl⁻) | Entradas RO, sistemas de refrigeração de navios | Gr 2 | Suporta até 260 °C, imune a SCC |
| Água do mar com alto teor de cloreto (70–150 ppm) | Evaporadores MED/MSF, água produzida | Gr 7 | Liga de PD para corrosão em frestas até 150 °C |
| Água do mar contendo H₂S | Dutos submarinos, redes de incêndio, FPSOs | Gr 12 | Certificado pela NACE MR0175, até 120 °C |
| Alta resistência + pressão | Bombas, parafusos submarinos, condensadores de turbina | Gr 5 / Gr 23 | Alta resistência para condições adversas |
Padrões de corrosão da água do mar para titânio
Em ambientes de corrosão da água do mar, a aplicação de materiais de titânio deve aderir estritamente aos mais recentes padrões internacionais para garantir a confiabilidade e segurança do material.
- A ISO 21457:2022 recomenda Pd-Ti para condições ≤120 °C, Cl⁻ ≤100 ppm.
- A NACE MR0175:2024 permite Gr 12 para água do mar ácida até 120 °C.
- ASTM B338-24 adiciona especificações para tubos Gr 23 de paredes espessas.
- DNV RP-F112 (rascunho de 2025) requer verificação de erosão para fluxo de água do mar de ≥35 m/s e vida útil de projeto de 40 anos.
Estudo de caso de campo: Usina de Dessalinização Ras Al Khair, Arábia Saudita
Comissionada em 2014, esta planta SWRO de 1,036 milhão de m³/dia usou ~6000 toneladas de titânio Gr 2 + Gr 7. Operando a 110 °C, Cl⁻ 67–90 ppm por 11+ anos sem manutenção ou substituição, economizando mais de US$ 85 milhões até o momento.
Perguntas Frequentes (FAQ)
P: O titânio realmente não corrói na água do mar?
R: Com o grau certo (por exemplo, Gr 2 ou Gr 7), o titânio exibe resistência à corrosão extremamente alta abaixo de ≤90 ppm Cl⁻ e ≤260 °C. As taxas medidas são < 0.0001 mm/y.
P: Quando o titânio com liga de Pd é necessário?
R: Em evaporadores ou trocadores de calor onde Cl⁻ >100 ppm ou temperatura >100 °C, Gr 7 (com Pd) é recomendado para evitar corrosão em frestas.
P: Por que o titânio vale o custo em comparação com o 316L?
R: Embora os custos iniciais sejam de 2 a 3× mais altos, o titânio normalmente dura 20+ anos sem substituição, reduzindo o custo total do ciclo de vida em 20 a 30%.
P: O titânio pode ser soldado? Pode ser unido ao aço inoxidável?
R: O titânio pode ser soldado TIG. Não pode ser soldado diretamente ao aço inoxidável e requer juntas de transição ligadas por explosão.
P: Quais certificações você pode fornecer?
R: A Chalco oferece ISO 9001, AS9100, EN 10204 3.1 / 3.2, SGS, TÜV e muito mais.
Contato Chalco Titanium – Resistência à corrosão garantida por 20 anos
Atendendo clientes nos setores de energia, água, dessalinização, produtos químicos, marítimo e offshore. Enfrentando algum dos seguintes?
Falha frequente do tubo e altos custos de tempo de inatividade, corrosão inesperada da água do mar além do projeto, incerteza na escolha do Gr 2 / Gr 7 / Gr 12, elaboração de especificações ou propostas de licitação.
Deixe a Chalco Titanium ajudar com:
- Seleção gratuita de grau e dimensão
- Certificações completas, dados de teste e suporte de soldagem
- Correspondência de inventário com desenhos; 24h de cotação
- Amostras de engenharia e suporte à validação em estágio inicial
Solicite seu kit de amostra → tubos Gr 2 / Gr 7 (200 mm cada)
Junte-se a +1000 projetos globais → Veja 20 anos de corrosão zero em ação
