Su ve Deniz Suyunda Titanyum Korozyon Direnci
Titanyum endüstrileri : Sep. 24, 2025Geleneksel metaller neden bu kadar çabuk bozulur?
Kıyı enerji santralleri ve tuzdan arındırma sistemleri, 316L paslanmaz çelik veya Cu-Ni alaşımlarının korozyonu nedeniyle tipik olarak her 5-7 yılda bir kapanma yaşar. Bakım maliyetleri ilk yatırımın %25'ine ulaşabilir. 260 °C'nin altındaki deniz suyuna karşı dayanıklı olan titanyum, arıza süresini ve bakımı en aza indirmenin anahtarıdır.
Titanyum nasıl "kendi kendini iyileştirir"?
Titanyum sudaki oksijenle temas ettiğinde, 10⁻⁴ saniyeden daha kısa bir sürede anında 2–5 nm kalınlığında bir TiO₂ pasif film oluşturur. Film çizildiğinde bile hemen kendi kendini onarır.
Sıcaklık arttıkça oksit filmi kalınlaşır (250 °C'de ~20 nm'ye ulaşır) ve aynı zamanda yoğun yapısını ve mükemmel klor direncini korur.
Ticari olarak saf titanyum (Gr 2) ~82 °C'lik bir çukurlaşma direnci eşiğine sahiptir; paladyum alaşımlı titanyum (Gr 7) bunu ~150 °C'ye çıkarır.
Buna karşılık, paslanmaz çelik üzerindeki Cr₂O₃ veya Al₂O₃ filmler 300 mV SCE koşulları altında kopma eğilimi gösterirken, TiO₂ stabil ve sağlam kalır. Çizilmelerden sonra bile titanyum sudaki koruyucu tabakasını "yeniden büyütür" ve korozyona sürekli direnç gösterir.
Su/deniz suyu sistemlerinde deneysel ve saha performansı
Deniz suyu korozyonu ortamlarında, malzeme güvenilirliğini ve emniyetini sağlamak için titanyum malzemelerin uygulanması en son uluslararası standartlara sıkı sıkıya bağlı kalmalıdır.
| Uygulama Ortamı | Derece | Sıcaklık / Akış Hızı | Korozyon Hızı (mm/y) | Saha Performansı |
|---|---|---|---|---|
| Doymuş Buhar / Kondens | Gr 2 | 315 °C | < 0.001 | 2 yılda sıfır korozyon |
| Dolaşan Deniz Suyu | Gr 2 | 260 °C | < 0.0001 | 16 yıldır değiştirilemez |
| Yüksek Klorürlü Deniz Suyu (70–150 ppm Cl⁻) | Gr 7 | 150 °C | < 0.002 | 5 yıl sonra bozulmamış |
| Yüksek Hızlı Erozyon Testi | Gr 2 | 36,6 m/sn | < 0.005 | 18 ay sonra hafif aşınma |
| SRB Mikrobiyal Korozyon | Gr 2 | Statik · 35 °C | Hiç kimse | 12 ay boyunca doğrulandı |
Titanyumun korozyon direncini etkileyen temel çevresel faktörler
Gr 2, 82 °C'ye kadar yakın bağışıklığı korur. Paladyum alaşımlı kaliteler (Gr 7, Gr 11) çukurlaşma direncini ~150 °C'ye kadar artırır.
Yüksek Cl⁻ ve yüksek sıcaklık ayarlarında, NACE MR0175 ile uyumlu Gr 12 önerilir.
Titanyum, 2-3 m/s'lik akış hızlarında biyolojik kirlenmeye karşı dayanıklıdır ve 36 m/s'ye kadar erozyona karşı dayanıklıdır.
TiO₂ pasif film, pH 1-12 arasında stabil kalır. Pasivasyon arızasını önlemek için çözünmüş oksijen ≥ 1 ppm olmalıdır.
Deniz suyu performans karşılaştırması: titanyum ve yaygın metaller (25 °C)
| Parametre | Ti gr 2 | 316L SS | Cu-Ni 90/10 | Alüminyum Pirinç |
|---|---|---|---|---|
| Düzgün korozyon (mm/y) | < 0.0001 | 0.02–0.05 | 0.002 | 0.02 |
| Çukurlaşma eşiği (°C) | 82 | 25–30 | 30 | 25 |
| Mikrobiyal korozyon riski | Hiç kimse | Orta-Yüksek | Orta | Yüksek |
| Güvenli akış hızı (m/s) | ≥ 30 | 6–9 | 4 | 4 |
| 20 yılda tüp değişimi | 0 | 1–2 | 1 | 1 |
Hangi su kalitesi için hangi titanyum sınıfı?
Malzeme seçimi klorür seviyesine, sıcaklığa ve korozyon riskine göre yapılmalıdır. Rehberlik için aşağıdaki tabloyu kullanın.
| Su kalitesi | Uygulama Senaryosu | Önerilen Sınıf | Notlar |
|---|---|---|---|
| Nehir/Belediye (<100 ppm) | Bölgesel ısı eşanjörleri, kondansatörler | Gr 2 | Düşük maliyetli, tam korozyon bağışıklığı |
| Tipik deniz suyu (35–70 ppm Cl⁻) | RO girişleri, gemi soğutma sistemleri | Gr 2 | 260 °C'ye kadar dayanır, SCC bağışıklığı |
| Yüksek klorürlü deniz suyu (70–150 ppm) | MED/MSF evaporatörleri, su üretimi | Gr 7 | 150 °C'ye kadar çatlak korozyonu için Pd alaşımlı |
| H₂S içeren deniz suyu | Denizaltı boru hatları, yangın şebekesi, FPSO'lar | Gr 12 | 120 °C'ye kadar NACE MR0175 sertifikalı |
| Yüksek mukavemet + basınç | Pompalar, deniz altı cıvataları, türbin kondansatörleri | GR 5 / GR 23 | Zorlu koşullar için yüksek mukavemet |
Titanyum için deniz suyu korozyon standartları
Deniz suyu korozyonu ortamlarında, malzeme güvenilirliğini ve emniyetini sağlamak için titanyum malzemelerin uygulanması en son uluslararası standartlara sıkı sıkıya bağlı kalmalıdır.
- ISO 21457:2022, ≤120 °C, Cl⁻ ≤100 ppm koşulları için Pd-Ti'yi önerir.
- NACE MR0175:2024, 120 °C'ye kadar ekşi deniz suyu için Gr 12'ye izin verir.
- ASTM B338-24, kalın duvarlı Gr 23 borular için özellikler ekler.
- DNV RP-F112 (2025 taslağı), ≥35 m/s deniz suyu akışı ve 40 yıllık tasarım ömrü için erozyon doğrulaması gerektirir.
Saha vaka çalışması: Ras Al Khair Tuzdan Arındırma Tesisi, Suudi Arabistan
2014 yılında devreye alınan bu 1.036 milyon m³/gün SWRO tesisinde ~6000 ton Gr 2 + Gr 7 titanyum kullanıldı. 110 °C'de, Cl⁻ 67–90 ppm'de 11+ yıl boyunca sıfır bakım veya değiştirme ile çalışarak bugüne kadar 85 milyon USD'nin üzerinde tasarruf sağladı.
Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
S: Titanyum gerçekten deniz suyunda korozyona uğramaz mı?
C: Doğru kaliteyle (örneğin Gr 2 veya Gr 7) titanyum, ≤90 ppm Cl⁻ ve ≤260 °C altında son derece yüksek korozyon direnci sergiler. Ölçülen oranlar < 0.0001 mm/y.
S: Pd alaşımlı titanyum ne zaman gereklidir?
C: Cl⁻ >100 ppm veya sıcaklığın >100 °C olduğu evaporatörlerde veya ısı eşanjörlerinde, çatlak korozyonunu önlemek için Gr 7 (Pd'li) önerilir.
S: Titanyum neden 316L'ye kıyasla maliyete değer?
C: Başlangıç maliyetleri ×2-3 daha yüksek olmasına rağmen, titanyum genellikle değiştirilmeden 20+ yıl dayanır ve toplam yaşam döngüsü maliyetini %20-30 oranında azaltır.
S: Titanyum kaynak yapılabilir mi? Paslanmaz çeliğe birleştirilebilir mi?
C: Titanyum TIG kaynaklı olabilir. Doğrudan paslanmaz çeliğe kaynak yapılamaz ve patlama bağlı geçiş bağlantıları gerektirir.
S: Hangi sertifikaları sağlayabilirsiniz?
C: Chalco, ISO 9001, AS9100, EN 10204 3.1/3.2, SGS, TÜV ve daha fazlasını sunar.
İletişim Chalco Titanyum - Garantili 20 Yıl Korozyon Direnci
Enerji, su, tuzdan arındırma, kimya, denizcilik ve açık deniz sektörlerindeki müşterilere hizmet veriyoruz. Aşağıdakilerden herhangi biriyle mi karşılaşıyorsunuz?
Sık boru arızası ve yüksek arıza süresi maliyetleri, Tasarımın ötesinde beklenmeyen deniz suyu korozyonu, Gr 2 / Gr 7 / Gr 12 seçiminde belirsizlik, Şartname taslağı hazırlama veya teklif teklifleri.
Chalco Titanium'un şu konularda yardımcı olmasına izin verin:
- Ücretsiz derece ve boyut seçimi
- Tam sertifikalar, test verileri ve kaynak desteği
- Envanteri çizimlerle eşleştirme; 24 saat alıntı
- Mühendislik örnekleri ve erken aşama doğrulama desteği
Gr 2 / Gr 7 tüpler (her biri 200 mm) → numune kitinizi isteyin
1000+ küresel projeye katılın → 20 yıllık sıfır korozyonu iş başında görün
