ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมในน้ําและน้ําทะเล

อุตสาหกรรมไทเทเนียม : Sep. 24, 2025

ทําไมโลหะทั่วไปถึงล้มเหลวเร็วจัง?

โรงไฟฟ้าชายฝั่งและระบบกลั่นน้ําทะเลมักประสบกับการปิดตัวลงทุกๆ 5-7 ปีเนื่องจากการกัดกร่อนของสแตนเลส 316L หรือโลหะผสม Cu-Ni ค่าบํารุงรักษาอาจสูงถึง 25% ของเงินลงทุนเริ่มต้น ไทเทเนียมที่มีภูมิคุ้มกันต่อน้ําทะเลที่อุณหภูมิต่ํากว่า 260 องศาเซลเซียส เป็นกุญแจสําคัญในการลดเวลาหยุดทํางานและการบํารุงรักษา

ไทเทเนียมในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนของน้ําทะเล

ไทเทเนียม "รักษาตัวเอง" ได้อย่างไร?

ไทเทเนียม

เมื่อไทเทเนียมสัมผัสกับออกซิเจนในน้ํา จะสร้างฟิล์มพาสซีฟ TiO₂ หนา 2-5 นาโนเมตรทันทีภายในเวลาไม่ถึง 10⁻⁴ วินาที แม้จะมีรอยขีดข่วน ฟิล์มก็ซ่อมแซมตัวเองได้ทันที

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ฟิล์มออกไซด์จะหนาขึ้นถึง ~20 นาโนเมตรที่ 250 °C ในขณะที่ยังคงโครงสร้างที่หนาแน่นและทนต่อคลอรีนได้ดีเยี่ยม

ไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ (กรัม 2) มีเกณฑ์ความต้านทานรูพรุนที่ ~82 °C; ไทเทเนียมผสมแพลเลเดียม (กรัม 7) เพิ่มเป็น ~150 องศาเซลเซียส

ในทางตรงกันข้าม ฟิล์ม Cr₂O₃ หรือ Al₂O₃ บนสแตนเลสมีแนวโน้มที่จะแตกภายใต้สภาวะ 300 mV SCE ในขณะที่ TiO₂ ยังคงเสถียรและไม่บุบสลาย แม้จะมีรอยขีดข่วน ไททาเนียมก็ "งอกใหม่" ชั้นป้องกันในน้ํา ต้านทานการกัดกร่อนอย่างต่อเนื่อง

ต้านทานการกัดกร่อน

การทดลองและประสิทธิภาพภาคสนามในระบบน้ํา/น้ําทะเล

ในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนของน้ําทะเล การใช้วัสดุไทเทเนียมต้องปฏิบัติตามมาตรฐานสากลล่าสุดอย่างเคร่งครัดเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของวัสดุ

สภาพแวดล้อมการใช้งาน	เกรด	อุณหภูมิ / อัตราการไหล	อัตราการกัดกร่อน (มม./ปี)	ประสิทธิภาพภาคสนาม
ไอน้ําอิ่มตัว / คอนเดนเสท	กรัม 2	315 องศาเซลเซียส	< 0.001	การกัดกร่อนเป็นศูนย์ใน 2 ปี
น้ําทะเลหมุนเวียน	กรัม 2	260 องศาเซลเซียส	< 0.0001	ไม่มีการเปลี่ยนใน 16 ปี
น้ําทะเลคลอไรด์สูง (70–150 ppm Cl⁻)	กรัม 7	150 องศาเซลเซียส	< 0.002	ไม่บุบสลายหลังจาก 5 ปี
การทดสอบการกัดเซาะความเร็วสูง	กรัม 2	36.6 ม./วินาที	< 0.005	การสึกหรอเล็กน้อยหลังจาก 18 เดือน
SRB การกัดกร่อนของจุลินทรีย์	กรัม 2	คงที่ · $$ 35 องศาเซลเซียส	ไม่มีใคร	ตรวจสอบแล้วมากกว่า 12 เดือน

ปัจจัยแวดล้อมที่สําคัญที่ส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม

กรัม 2 รักษาภูมิคุ้มกันได้ถึง 82 °C เกรดแพลเลเดียมอัลลอยด์ (กรัม 7, Gr 11) เพิ่มความต้านทานการรูพรุนได้ถึง ~150 องศาเซลเซียส

ในการตั้งค่า Cl⁻ สูงและอุณหภูมิสูง แนะนําให้ใช้ กรัม 12 ซึ่งสอดคล้องกับ NACE MR0175

ไทเทเนียมต้านทานการเปรอะเปื้อนทางชีวภาพด้วยความเร็วการไหล 2-3 ม./วินาที และทนต่อการกัดเซาะได้ถึง 36 ม./วินาที

ฟิล์มพาสซีฟ TiO₂ ยังคงคงที่ตลอด pH 1–12 ออกซิเจนละลายน้ําควร≥ 1 ppm เพื่อป้องกันความล้มเหลวในการทู่

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของน้ําทะเล: ไทเทเนียมกับโลหะทั่วไป (25 °C)

พารามิเตอร์	Ti กรัม 2	316L เอสเอส	คิว-นี 90/10	อลูมิเนียมทองเหลือง
การกัดกร่อนสม่ําเสมอ (มม./ปี)	< 0.0001	0.02–0.05	0.002	0.02
เกณฑ์รูพรุน (°C)	82	25–30	30	25
ความเสี่ยงจากการกัดกร่อนของจุลินทรีย์	ไม่มีใคร	ปานกลาง–สูง	ปานกลาง	สูง
ความเร็วการไหลที่ปลอดภัย (m/s)	≥ 30	6–9	4	4
เปลี่ยนท่อใน 20 ปี	0	1–2	1	1

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของน้ําทะเล: ไทเทเนียมกับโลหะทั่วไป

ไทเทเนียมเกรดใดสําหรับคุณภาพน้ําแบบใด?

การเลือกใช้วัสดุควรขึ้นอยู่กับระดับคลอไรด์ อุณหภูมิ และความเสี่ยงในการกัดกร่อน ใช้ตารางด้านล่างสําหรับคําแนะนํา

คุณภาพน้ํา	สถานการณ์การใช้งาน	เกรดที่แนะนํา	หมาย เหตุ
แม่น้ํา/เทศบาล (<100 ppm)	เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบอําเภอคอนเดนเซอร์	กรัม 2	ต้นทุนต่ําภูมิคุ้มกันการกัดกร่อนเต็มรูปแบบ
น้ําทะเลทั่วไป (35–70 ppm Cl⁻)	ทางเข้า RO ระบบระบายความร้อนของเรือ	กรัม 2	ทนต่ออุณหภูมิได้ถึง 260 องศาเซลเซียส ภูมิคุ้มกัน SCC
น้ําทะเลคลอไรด์สูง (70–150 ppm)	เครื่องระเหย MED/MSF น้ําที่ผลิตได้	กรัม 7	โลหะผสม Pd สําหรับการกัดกร่อนของรอยแยกถึง 150 องศาเซลเซียส
น้ําทะเลที่มี H₂S	ท่อส่งใต้ทะเล, ท่อดับเพลิง, FPSO	กรัม 12	ได้รับการรับรองโดย NACE MR0175 สูงถึง 120 °C
ความแข็งแรงสูง + ความดัน	ปั๊ม, สลักเกลียวใต้ทะเล, คอนเดนเซอร์กังหัน	กรัม 5 / กรัม 23	ความแข็งแรงสูงสําหรับสภาวะที่รุนแรง

มาตรฐานการกัดกร่อนของน้ําทะเลสําหรับไทเทเนียม

ISO 21457:2022 แนะนําให้ใช้ Pd-Ti สําหรับสภาวะ ≤120 °C, Cl⁻ ≤100 ppm
NACE MR0175:2024 อนุญาตให้ กรัม 12 สําหรับน้ําทะเลเปรี้ยวสูงถึง 120 °C
ASTM B338-24 เพิ่มข้อมูลจําเพาะสําหรับท่อ กรัม 23 ที่มีผนังหนา
DNV RP-F112 (ร่างปี 2025) ต้องการการตรวจสอบการกัดเซาะสําหรับการไหลของน้ําทะเล ≥35 ม./วินาที และอายุการใช้งานการออกแบบ 40 ปี

กรณีศึกษาภาคสนาม: โรงงานกลั่นน้ําทะเล Ras Al Khair, ซาอุดีอาระเบีย

โรงงาน SWRO ขนาด 1.036 ล้านลูกบาศก์เมตร/วันนี้เริ่มดําเนินการในปี 2014 ใช้ไทเทเนียม กรัม 2 + กรัม 7 ~6000 ตัน ทํางานที่อุณหภูมิ 110 °C, Cl⁻ 67–90 ppm เป็นเวลา 11+ ปีโดยไม่มีการบํารุงรักษาหรือเปลี่ยน ซึ่งประหยัดเงินได้มากกว่า 85 ล้านเหรียญสหรัฐจนถึงปัจจุบัน

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: ไททาเนียมไม่กัดกร่อนในน้ําทะเลจริงหรือ?

ตอบ: ด้วยเกรดที่เหมาะสม (เช่น กรัม 2 หรือ กรัม 7) ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงมากภายใต้ ≤90 ppm Cl⁻ และ ≤260 องศาเซลเซียส อัตราที่วัดได้คือ < 0.0001 mm/y.

ถาม: ไทเทเนียมอัลลอยด์ Pd จําเป็นเมื่อใด

ตอบ: ในเครื่องระเหยหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ Cl⁻ >100 ppm หรืออุณหภูมิ >100 °C แนะนําให้ใช้ กรัม 7 (พร้อม Pd) เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของรอยแยก

ถาม: ทําไมไทเทเนียมจึงคุ้มค่ากับราคาเมื่อเทียบกับ 316L?

ตอบ: แม้ว่าต้นทุนเริ่มต้นจะสูงกว่า 2-3× แต่โดยทั่วไปแล้วไทเทเนียมจะมีอายุการใช้งาน 20+ ปีโดยไม่มีการเปลี่ยน ซึ่งช่วยลดต้นทุนวงจรชีวิตทั้งหมดลง 20-30%

ถาม: ไทเทเนียมสามารถเชื่อมได้หรือไม่? สามารถต่อเข้ากับสแตนเลสได้หรือไม่?

ตอบ: ไทเทเนียมสามารถเชื่อม TIG ได้ ไม่สามารถเชื่อมกับสแตนเลสได้โดยตรงและต้องใช้ข้อต่อการเปลี่ยนที่ยึดติดกับการระเบิด

ถาม: คุณสามารถให้ใบรับรองอะไรได้บ้าง?

ตอบ: Chalco เสนอ ISO 9001, AS9100, EN 10204 3.1/3.2, SGS, TÜV และอื่นๆ

ติดต่อ Chalco Titanium – รับประกันความต้านทานการกัดกร่อน 20 ปี

ให้บริการลูกค้าในภาคพลังงาน น้ํา การกลั่นน้ําทะเล เคมีภัณฑ์ ทางทะเล และนอกชายฝั่ง กําลังเผชิญกับสิ่งต่อไปนี้ใช่ไหม

ความล้มเหลวของท่อบ่อยครั้งและต้นทุนการหยุดทํางานสูง, การกัดกร่อนของน้ําทะเลที่ไม่คาดคิดเกินกว่าการออกแบบ, ความไม่แน่นอนในการเลือก กรัม 2 / กรัม 7 / กรัม 12, การร่างข้อมูลจําเพาะหรือข้อเสนอการประมูล

ให้ Chalco Titanium ช่วยในเรื่องต่อไปนี้