El titanio de grado 2 y el de grado 7 comparten propiedades mecánicas idénticas y composiciones químicas casi idénticas; la única diferencia es la presencia de entre 0,12 y 0,25% de paladio en el grado 7. Esa pequeña adición lo cambia todo en entornos ácidos reductores. En HCl 5% hirviendo, el grado 7 se corroe a un ritmo de 0,18 mm/año; el grado 2 pierde más de 10 mm/año. En H₂SO₄ 5% hirviendo, el grado 7 se corroe a un ritmo de 0,50 mm/año, frente a los 48 mm/año del grado 2. Si su proceso implica ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fórmico u otras corrientes de ácidos reductores —especialmente a temperaturas elevadas—, el Grado 7 es casi siempre la especificación adecuada. Si su entorno es oxidante, ligeramente ácido o predominantemente salino, el grado 2 lo soporta a una fracción del coste. Esta guía le proporciona los datos necesarios para tomar esa decisión.
¿En qué se diferencia 7.º de 2.º?
En cuanto a su composición, el grado 7 y el grado 2 son prácticamente idénticos. Ambos son titanio comercialmente puro (CP): aleaciones en fase alfa sin adiciones significativas, salvo los controles intersticiales de oxígeno, nitrógeno, carbono e hidrógeno. Toda la diferencia entre ambos cabe en una sola línea de la especificación ASTM.
El 7.º curso incluye 0,12–0,251 TP3T de paladio (La norma ASTM B338 especifica este rango). El grado 2 no contiene ninguno.
Eso es todo. La misma matriz de titanio, los mismos valores mínimos de propiedades mecánicas, el mismo comportamiento en la fabricación, la misma soldabilidad y la misma densidad. Se puede soldar el Grado 7 con el Grado 2 sin problemas de compatibilidad. Sus especificaciones de producto según la norma ASTM —B265 (chapas/placas), B337 (tuberías), B338 (tubos), B348 (barras) y B381 (piezas forjadas)— son idénticas, salvo por el requisito relativo al paladio y las designaciones UNS: R50400 para el grado 2 y R52400 para el grado 7.
Sin embargo, la diferencia de coste es considerable. El paladio es un metal del grupo del platino. El grado 7 suele tener un sobreprecio de entre 3 y 5 veces el del grado 2, dependiendo de los precios al contado actuales del paladio y de la forma del producto. En el caso de un gran haz de intercambiadores de calor, esa diferencia de precio se acumula rápidamente. Por eso, saber exactamente cuándo es necesario el grado 7 —y cuándo basta con el grado 2— es tan importante para el presupuesto del proyecto como para la fiabilidad de la planta.
Comparación rápida entre 7.º y 2.º de primaria
La tabla que figura a continuación ofrece una comparación completa en cuanto a composición, rendimiento mecánico, comportamiento frente a la corrosión y consideraciones prácticas. Las propiedades mecánicas son idénticas; las diferencias residen exclusivamente en la resistencia a la corrosión y el coste.
| Propiedad | 2.º curso (CP-Ti) | Grado 7 (Ti-0,15Pd) |
|---|---|---|
| Designación UNS | R50400 | 52 400 rands |
| Contenido de paladio | Ninguno | 0,12–0,251 TP3T |
| Resistencia a la tracción (min) | 345 MPa | 345 MPa |
| Límite elástico (0,2%, mín.) | 275 MPa | 275 MPa |
| Alargamiento (min) | 20% | 20% |
| Densidad | 4,51 g/cm³ | 4,51 g/cm³ |
| Módulo de elasticidad | 103 GPa | 103 GPa |
| Intervalo de fusión | 1 668 ± 10 °C | 1 668 ± 10 °C |
| Conductividad térmica | 11,4 W/m·°C | 11,4 W/m·°C |
| Resistencia a los ácidos oxidantes | Excelente | Excelente |
| Reducción de la resistencia a los ácidos | Limitado | Excelente |
| Resistencia a la corrosión intercrestal | Moderado | Alta |
| Resistencia a la salmuera clorada caliente | Bien | Excelente |
| Soldabilidad | Excelente | Excelente |
| Formabilidad | Excelente | Excelente |
| Coste relativo | Valor de referencia | entre 3 y 5 veces mayor |
| Especificaciones de la ASTM | B265, B337, B338, B348, B381 | B265, B337, B338, B348, B381 |
Para llevar: Si el entorno de servicio es oxidante o ligeramente corrosivo, las columnas de rendimiento son idénticas y el sobrecoste del Grado 7 no aporta ningún beneficio. El Grado 7 solo justifica su precio en condiciones de ácido reducido o en hendiduras agresivas.
Por qué funciona el paladio: la electroquímica
La mayoría de las fichas técnicas de materiales indican que el paladio mejora la resistencia a la corrosión del titanio, sin explicar cómo. Merece la pena dedicar un momento a comprender el mecanismo, ya que permite saber exactamente en qué entornos el grado 7 resulta eficaz y en cuáles no.
La resistencia a la corrosión del titanio en entornos oxidantes se debe a su película de óxido pasiva: una capa delgada y autorreparable de TiO₂ que se forma al instante al entrar en contacto con el aire o el agua. En medios fuertemente oxidantes, esa película es estable y el metal apenas se corroe. El problema lo plantean los entornos reductores, en particular los ácidos reductores. En ellos, la fuerza impulsora electroquímica favorece la disolución de la película en lugar de su formación. El óxido se descompone, el metal queda al descubierto y la corrosión avanza rápidamente.
Palladium resuelve esto mediante un mecanismo denominado despolarización catódica. A bajas concentraciones de Pd (0,12–0,251 TP3T en el Grado 7), el paladio no se disuelve en el ácido. En cambio, se concentra en la superficie metálica a medida que el TiO₂ se disuelve preferentemente a su alrededor, formando pequeñas zonas intermetálicas enriquecidas en paladio (principalmente TiPd). Estos sitios ricos en Pd actúan como sitios catódicos eficaces: catalizan la reducción de los iones de hidrógeno (H⁺ → H₂) de forma mucho más eficaz que el titanio.
Esta catálisis catódica tiene dos efectos: acelera la velocidad de la reacción catódica y desplaza el potencial mixto de la superficie metálica hacia valores más nobles (positivos). Si ese potencial mixto supera el potencial crítico de pasivación del titanio en ese medio concreto, la superficie de titanio vuelve a entrar en su estado pasivo y deja de corroerse de forma efectiva.
En la práctica, esto significa que el Grado 7 puede autopasivarse en concentraciones de ácido y temperaturas reducidas, en las que el Grado 2 se corroería a un ritmo de decenas de milímetros al año. El mecanismo no es ilimitado: a concentraciones de ácido muy elevadas o a temperaturas muy altas, la fuerza impulsora de la disolución de la película supera lo que la catálisis con paladio puede contrarrestar, y el Grado 7 también se corroe. Los datos de Austral Wright muestran que el Grado 7 alcanza los 8,8 mm/año en HCl 10% a 190 °C bajo saturación de N₂; sigue siendo mejor que el Grado 2 (>28 mm/año), pero ya no se considera casi pasivo.
Una advertencia fundamental: la película de óxido del titanio requiere la presencia de humedad para volver a formarse. En condiciones reductoras anhidras (secas) —cloruro de hidrógeno gaseoso seco, HF seco, ácido nítrico fumante rojo—, el grado 7 no ofrece ninguna ventaja sobre el grado 2. Ambos pueden sufrir un ataque rápido y potencialmente pirofórico. Esta no es una limitación que se mencione habitualmente en las fichas técnicas comerciales, pero es una limitación real.
Comportamiento frente a la corrosión según el tipo de ácido
Los siguientes datos proceden de ensayos comparativos realizados con el Grado 7 y el Grado 2 en condiciones controladas. Por lo general, se considera que las tasas de corrosión inferiores a 0,1 mm/año son aceptables para un uso a largo plazo; las tasas superiores a 1,0 mm/año suelen indicar que es necesario sustituir el material.
Ácido clorhídrico (HCl)
El HCl es un ácido reductor, lo que lo convierte en el ejemplo más claro de las ventajas del 7.º curso.
| Condición | Concentración | Temperatura | Grado 7 (mm/año) | Grado 2 (mm/año) |
|---|---|---|---|---|
| Estándar | 5% | Hervir | 0.18 | >10 |
| saturado de N₂ | 3% | 190 °C | 0.025 | >28 |
| saturado de N₂ | 5% | 190 °C | 0.10 | >28 |
| saturado de N₂ | 10% | 190 °C | 8.8 | >28 |
| saturado de O₂ | 3% | 190 °C | 0.13 | >28 |
| saturado de O₂ | 5% | 190 °C | 0.13 | >28 |
A temperatura ambiente, el límite práctico para el grado 2 es de aproximadamente 7% de HCl. El grado 7 amplía ese límite hasta aproximadamente 27% de HCl antes de que las velocidades de corrosión se vuelvan problemáticas. A temperatura de ebullición, el Grado 2 resulta prácticamente inadecuado por encima de 1–2% HCl. El Grado 7 sigue siendo apto para su uso hasta 5% de ebullición, con velocidades de corrosión marginales (0,18 mm/año), y se vuelve inaceptable por encima de 10% a temperaturas elevadas.
Ácido sulfúrico (H₂SO₄)
El ácido sulfúrico es otro ácido reductor en el que la divergencia es notable.
| Condición | Concentración | Temperatura | Grado 7 (mm/año) | Grado 2 (mm/año) |
|---|---|---|---|---|
| Estándar | 5% | Hervir | 0.50 | 48 |
| saturado de N₂ | 1% | 100 °C | — | 7 |
| saturado de N₂ | 1% | 190 °C | 0.13 | — |
| saturado de N₂ | 5% | 190 °C | 0.13 | — |
| saturado de N₂ | 10% | 190 °C | 1.5 | — |
El grado 2, en H₂SO₄ 5% hirviendo, se corroe a un ritmo de 48 mm/año —prácticamente se disuelve en cuestión de días—. El grado 7, en las mismas condiciones, presenta una tasa de 0,50 mm/año, lo que resulta apenas aceptable para algunas aplicaciones. En el caso del H₂SO₄ diluido a temperaturas elevadas, el grado 7, a una concentración de 1–5%, alcanza velocidades cercanas a la pasividad, inferiores a 0,15 mm/año.
Ácidos orgánicos (fórmico, cítrico, oxálico)
Los ácidos orgánicos ofrecen un panorama desigual.
| Ácido | Concentración | Temperatura | Grado 7 (mm/año) | Grado 2 (mm/año) |
|---|---|---|---|---|
| Ácido fórmico | 50% | Hervir | 0.075 | 3.6 |
| Ácido cítrico | 50% | Hervir | <0,025 | 0.40 |
| Ácido oxálico | 1% | Hervir | 1.13 | 45 |
Ácido fórmico y cítrico: el grado 7 ofrece un buen comportamiento, mientras que el grado 2 se corroe a velocidades que resultarían problemáticas para un uso a largo plazo. El ácido oxálico es agresivo para ambos grados: la tasa de 1,13 mm/año del grado 7 en ácido oxálico hirviendo 1% es elevada, y la de 45 mm/año del grado 2 es catastrófica.
Ácido fosfórico (H₃PO₄)
| Concentración | Temperatura | Grado 7 (mm/año) | Grado 2 (mm/año) |
|---|---|---|---|
| 50% | 70 °C | 1.8 | 10 |
| 10% | Hervir | 3.2 | 11 |
Ambos grados presentan dificultades en ácido fosfórico concentrado. El grado 7 ofrece un mejor comportamiento, pero ninguno de los dos materiales proporciona el comportamiento casi pasivo que se observa en ácidos reductores diluidos. A una temperatura de ebullición de 10%, los 3,2 mm/año del grado 7 pueden seguir siendo aceptables para determinados diseños de procesos con ciclos de mantenimiento planificados, pero no constituyen una solución a largo plazo que no requiera mantenimiento.
Medios que contienen cloruro (salmueras, AlCl₃)
| Medio | Concentración | Temperatura | Grado 7 (mm/año) | Grado 2 (mm/año) |
|---|---|---|---|---|
| Salmuera de NaCl | Sábado. | 93 °C | <0,025 | — |
| AlCl₃ | 10% | 100 °C | <0,025 | <0,025 |
| AlCl₃ | 25% | 100 °C | 0.025 | 50 |
En salmueras de pH neutro a ligeramente alcalino, ambos grados ofrecen un buen rendimiento y el grado 2 es la opción más rentable. En medios acidificados o con alta concentración de cloruro, el grado 7 destaca claramente.
Cuándo es adecuado pasar a 2.º curso
El grado 7 acapara la mayor parte de la atención en los debates sobre ingeniería de la corrosión, pero hay un número significativo de aplicaciones industriales en las que el grado 2 resulta más adecuado. Especificar un grado 7 cuando el grado 2 ofrece un rendimiento idéntico supone un coste directo e innecesario.
Entornos ácidos oxidantes. En ácido nítrico —un ácido fuertemente oxidante—, ambos grados ofrecen un rendimiento similar. La película pasiva del titanio es muy estable en condiciones oxidantes, independientemente del contenido de paladio. Lo mismo ocurre con el ácido crómico y otros medios oxidantes. El grado 2, que supone una fracción del coste, es la elección acertada.
Diluir los ácidos orgánicos a temperatura moderada. A bajas concentraciones y a temperaturas muy por debajo del punto de ebullición, las velocidades de corrosión del Grado 2 en ácidos orgánicos suelen ser aceptables. Una corriente de ácido fórmico a 50 °C con una concentración de 10% es algo muy distinto a hervir ácido fórmico a 50%. Comprueba tus condiciones de funcionamiento específicas con los datos de corrosión antes de optar por defecto por el grado 7.
Aplicaciones con agua de mar, soluciones salinas y cloruro. En agua de mar y salmueras de pH neutro, ambos grados son prácticamente inmunes. La película de óxido es estable, las velocidades de corrosión son insignificantes y el riesgo de corrosión interlaminar —aunque real en ambos grados— no supone una diferencia significativa entre ellos a temperaturas normales de servicio marino. El grado 2 es el material predominante en los intercambiadores de calor marinos destinados al servicio con agua de mar.
Entornos alcalinos. Los álcalis fuertes (sosa cáustica, hidróxido de potasio) no suponen ningún problema para ninguno de los dos grados. El grado 2 los soporta bien y la adición de paladio en el grado 7 no aporta nada en cuanto a la resistencia a la corrosión en este caso.
Aplicaciones en las que el coste es un factor determinante y cuya vida útil prevista es más corta. En algunos entornos de procesamiento, la sustitución periódica de los componentes corroídos se incluye en el programa de mantenimiento. Si la tasa de corrosión del grado 2 da lugar a una vida útil del componente de, por ejemplo, entre 3 y 5 años, y eso se ajusta a los intervalos de mantenimiento programados, especificar el grado 7 únicamente por su mayor vida útil podría no generar un retorno positivo de la inversión.
La regla de decisión práctica: Si la composición química de su proceso no pertenece a la familia de los ácidos reductores (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, ácidos orgánicos), o si pertenece a ella pero solo a bajas concentraciones y temperaturas moderadas en las que las tasas de corrosión del Grado 2 son inferiores a 0,25 mm/año, el Grado 2 es suficiente. Añada el Grado 7 a las especificaciones únicamente cuando los datos —concretamente, la velocidad de corrosión en su ácido a su temperatura de funcionamiento— lo justifiquen.
Aplicaciones en las que el grado 7 justifica su precio superior
Cuando las condiciones de servicio se ajustan plenamente a la categoría de ácidos reductores, el sobrecoste del grado 7 suele ser fácil de justificar desde el punto de vista del ciclo de vida. El coste de sustitución, el tiempo de inactividad del proceso y el riesgo de contaminación del producto derivado de la corrosión del recipiente son factores que se tienen en cuenta en ese cálculo.
La industria del cloro-álcali y la química del cloro. Los componentes de las celdas, los conjuntos de ánodos y las tuberías utilizadas en la producción de cloro están expuestos tanto a corrientes de cloro gaseoso húmedo como a corrientes de ácido clorhídrico. El grado 7 es la especificación de material estándar en muchos de estos entornos de servicio. La combinación de cloro húmedo, HCl y salmuera —junto con los ciclos de temperatura— resulta demasiado agresiva para el grado 2 en las superficies en contacto con el fluido.
Reactores para procesos químicos y autoclaves. Las cubas de reactor que se utilizan en la digestión con ácidos reductores —los circuitos de lixiviación ácida hidrometalúrgica para la recuperación de níquel, cobalto y cobre son el ejemplo clásico— funcionan a temperaturas elevadas con HCl o H₂SO₄ en concentraciones que se sitúan plenamente dentro del rango de servicio del Grado 7. Un estudio de corrosión realizado en 2010 sobre el Ti-2 y el Ti-7 en procesos de lixiviación ácida de níquel (Vaughan, ScienceDirect) documentó morfologías superficiales y comportamientos de corrosión notablemente diferentes, ya que el Ti-7 mantuvo una superficie lisa y una pérdida de metal significativamente menor en condiciones que provocaron una grave rugosidad y un ataque en los límites de grano en el Ti-2.
Intercambiadores de calor en aplicaciones con ácidos. La norma ASTM B338 se aplica específicamente a los tubos de titanio para intercambiadores de calor. El grado 7 se especifica para condensadores e intercambiadores de calor en entornos ácidos, en particular cuando el fluido del lado de la carcasa o del lado de los tubos es una corriente de proceso de ácido reductor, o cuando la unidad opera en condiciones de servicio alternas que podrían oscilar entre un entorno químico reductor y uno oxidante.
Producción de productos farmacéuticos y de química fina. Los recipientes de digestión ácida y las tuberías de proceso en la síntesis farmacéutica suelen utilizar ácido fórmico, ácido oxálico o HCl diluido a temperaturas cercanas al punto de ebullición. Los requisitos de pureza del producto hacen que la contaminación por metales sea inaceptable, lo que refuerza aún más la necesidad de que las velocidades de corrosión sean casi pasivas. La especificación adecuada en este caso es la de grado 7.
Control de la contaminación atmosférica. Los depuradores húmedos que tratan corrientes de gases de SO₂ y HCl —especialmente aquellos que utilizan líquidos de lavado ácidos— se someten a condiciones de servicio en las que el grado 2 presenta un historial documentado de corrosión. El grado 7 se suele especificar para los componentes internos de los depuradores y los soportes de los lechos de relleno.
Recipiente a presión conforme a las normas AS1210/ASME, para un servicio de hasta 300 °C. Ambos códigos precalifican el Grado 7 para la construcción de recipientes a presión hasta 300 °C (ASME BPVC) y las tuberías de Grado 7 hasta 325 °C (tuberías a presión AS4041). Cuando los recipientes a presión para servicio con ácidos se diseñan según estos códigos, el Grado 7 es la designación natural para los componentes en contacto con el fluido que contienen presión.
La familia de cursos «Palladium»: cursos 7.º, 11.º, 16.º y 12.º
Si estás evaluando el grado 7, también debes tener en cuenta los demás grados que contienen paladio y la alternativa de molibdeno-níquel (grado 12), ya que la respuesta de “basta con usar el grado 7” a veces no es la más rentable.
| Grado | Adición clave de aleación | Contenido de Pd | Fuerza de base | Caso de uso principal |
|---|---|---|---|---|
| 7º curso | 0,12–0,251 TP3T Pd | Gama completa | CP-Ti (equivalente al grado 2) | Ácidos reductores, servicio en espacios estrechos, aplicaciones estándar |
| 11.º curso | 0,12–0,251 TP3T Pd | Gama completa | CP-Ti (base de grado 1 — O inferior) | Variante Pd del grado 1; mismo comportamiento frente a la corrosión que el grado 7, resistencia ligeramente inferior |
| 16.º curso | 0,04–0,081 TP3T Pd | Rebajado | CP-Ti | Alternativa más económica al grado 7 en condiciones reductoras más suaves |
| Grado 12 | 0,31 TP3T de Mo + 0,81 TP3T de Ni | Ninguno | Superior al grado 2 | Corrosión intersticial en salmueras calientes; sin Pd (menor coste, mecanismo diferente) |
7.º curso contra 11.º curso: Estos dos grados tienen el mismo rango de paladio y, por lo tanto, una resistencia a la corrosión similar. La diferencia clave radica en el metal base: el grado 11 se relaciona con el grado 1 de la misma manera que el grado 7 se relaciona con el grado 2; ambos son variantes que contienen paladio, pero con distintos niveles de oxígeno. El grado 11 utiliza una base de grado 1 (menor contenido de oxígeno, ~0,181 TP3T de O máximo frente al 0,251 TP3T máximo del grado 2), lo que le confiere una resistencia intersticial ligeramente inferior. La diferencia práctica en cuanto al comportamiento frente a la corrosión es mínima. Para la gran mayoría de las aplicaciones en entornos ácidos, el grado 7 y el grado 11 son intercambiables desde el punto de vista de la corrosión.
7.º curso contra 16.º curso: El grado 16 contiene únicamente entre 0,04 y 0,081 TP3T de paladio, lo que supone aproximadamente la mitad del límite inferior del grado 7. Su resistencia a la corrosión en ácidos reductores es superior a la del grado 2, pero no tan sólida como la del grado 7. El grado 16 es una medida de reducción de costes para entornos en los que el margen de rendimiento total del grado 7 es superior al necesario. Si los datos de la velocidad de corrosión en sus condiciones específicas sitúan al grado 16 por debajo de 0,1 mm/año, puede suponer un ahorro significativo de costes con respecto al grado 7.
7.º curso contra 12.º curso: El grado 12 supone un enfoque totalmente diferente: utiliza molibdeno y níquel en lugar de paladio. El grado 12 presenta una mayor resistencia que el grado 2 (resistencia a la tracción ≥ 483 MPa frente a 345 MPa) y una mejor resistencia a la corrosión intercrestal en entornos de cloruro calientes con pH neutro. Sin embargo, no alcanza el rendimiento del grado 7 en entornos con ácidos reductores. Si la principal preocupación es la corrosión interlaminar en salmueras calientes sin una exposición significativa a los ácidos, el grado 12 puede ser la opción más rentable y ofrece la ventaja de una mayor resistencia. Para un servicio real en entornos con ácidos reductores, el grado 7 es la elección correcta.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre el titanio de grado 2 y el de grado 7?
El grado 7 es el grado 2 al que se le ha añadido paladio 0,12–0,25%. Ambos son titanio alfa comercialmente puro con propiedades mecánicas, densidad y soldabilidad idénticas. La única diferencia funcional es la resistencia a la corrosión: el grado 7 supera con creces al grado 2 en la reducción de ácidos (HCl, H₂SO₄, ácidos orgánicos) gracias a un mecanismo electroquímico catalizado por paladio que permite que el metal se autopasivice en entornos en los que el grado 2 se corroería a velocidades superiores a 10-50 mm/año.
¿Qué tipo de titanio es el más adecuado para aplicaciones con ácido clorhídrico?
Para aplicaciones con HCl, el grado 7 es la recomendación estándar. A temperatura ambiente, el grado 2 está limitado a aproximadamente 7% de HCl; el grado 7 amplía ese límite hasta aproximadamente 27%. A temperatura de ebullición, el grado 2 se corroe a un ritmo superior a 10 mm/año en 5% de HCl, mientras que el grado 7 presenta una corrosión de 0,18 mm/año. Por encima de 10% de HCl a temperaturas elevadas (190 °C), incluso la protección del grado 7 disminuye sustancialmente; en esas condiciones extremas, se recomienda considerar el Hastelloy C-276 o aleaciones similares.
¿Merece la pena el sobrecoste del titanio de grado 7?
Depende totalmente del entorno de servicio. En aplicaciones con ácidos reducidos, el grado 7 evita fallos catastróficos por corrosión que obligarían a sustituir el recipiente, provocarían paradas en el proceso y podrían dar lugar a incidentes de contaminación; el cálculo del coste del ciclo de vida se decanta claramente a favor del grado 7. En entornos no ácidos ni oxidantes, el grado 7 no ofrece ninguna ventaja adicional frente al grado 2 en cuanto a resistencia a la corrosión, y el sobrecoste de entre 3 y 5 veces supone un gasto excesivo. El grado debe elegirse en función de las características químicas del entorno de servicio, y no por una preferencia general por materiales “mejores”.
¿El titanio de grado 2 resiste el ácido sulfúrico?
El grado 2 se corroe gravemente en ácido sulfúrico a temperaturas elevadas. En H₂SO₄ a 5% en ebullición, el grado 2 se corroe a un ritmo de 48 mm/año, lo que lo hace prácticamente inutilizable. A temperatura ambiente y en concentraciones muy bajas (por debajo de aproximadamente 5%), las velocidades de corrosión del grado 2 son más moderadas, pero el margen de error es muy reducido si varían las temperaturas de funcionamiento o las concentraciones. Para cualquier aplicación significativa con H₂SO₄, el grado 7 es la especificación adecuada.
¿Evita el paladio la corrosión intercrestal en el titanio?
Sí, en gran medida. La corrosión intercrestal en el titanio se produce cuando el fluido estancado en una hendidura se queda sin especies oxidantes, lo que hace que la electroquímica local se incline hacia condiciones reductoras. El efecto de catálisis catódica del paladio amplía la resistencia a la corrosión a esas condiciones localmente reductoras, razón por la cual se prefiere el grado 7 al grado 2 en aplicaciones con juntas, uniones entre tubos y placas colectoras y bridas atornilladas en servicio ácido.
¿Qué grado de titanio debo especificar para un intercambiador de calor de reducción ácida?
Especifique el grado 7 según la norma ASTM B338 (tubo sin costura o soldado) para el haz de tubos. Para la camisa, puede aceptarse el grado 2 según la norma ASTM B265 (chapa) si el fluido del lado de la camisa no es un ácido reductor. Si tanto el lado de la camisa como el de los tubos transportan ácido reductor, especifique el grado 7 en todo el conjunto. Utilice metal de aportación AWS ERTi-7 para cualquier soldadura realizada in situ.
¿Cuál es la designación UNS del titanio de grado 7?
El titanio de grado 7 se denomina UNS R52400. El de grado 2 es UNS R50400.
¿Son intercambiables el 7.º y el 11.º curso?
Para la mayoría de las aplicaciones en entornos ácidos, sí. Ambos contienen entre 0,12 y 0,251 TP3T de paladio y ofrecen una resistencia a la corrosión similar. El grado 11 es al grado 1 lo que el grado 7 es al grado 2: una variante que contiene paladio con el mismo nivel de oxígeno base. El menor contenido de oxígeno intersticial del grado 11 hace que su resistencia sea ligeramente inferior a la del grado 7. Cuando el grado 7 cumple los requisitos mecánicos, suele preferirse debido a su mayor disponibilidad.
Resumen
El titanio de grado 7 y el de grado 2 son el mismo material, salvo por un detalle: el paladio. Esa adición supone un coste significativamente mayor, pero aporta una mejora espectacular en una categoría específica de rendimiento: la resistencia a los ácidos reductores. En HCl y H₂SO₄ hirviendo, el grado 7 se corroe a velocidades entre 50 y 300 veces inferiores a las del grado 2. En entornos oxidantes, en aplicaciones salinas y en condiciones alcalinas, ambos grados son idénticos y el grado 2 es la opción más evidente.
El marco de decisión es sencillo: identifica el principal agente corrosivo en tu flujo de proceso, consulta la velocidad de corrosión de ese ácido a tu temperatura y concentración de funcionamiento, y selecciona el grado cuya velocidad sea inferior a 0,1 mm/año con un margen adecuado. Si la respuesta es el grado 2, no pagues por el grado 7. Si es el grado 7, la rentabilidad a lo largo del ciclo de vida casi siempre justifica el sobrecoste frente al coste de un fallo prematuro del equipo.
En entornos que se encuentran en una zona gris —condiciones ácidas ligeramente reductoras, composición química variable del servicio o limitaciones presupuestarias—, merece la pena evaluar el Grado 16 (Pd reducido) y el Grado 12 (Mo-Ni) como alternativas de coste intermedio antes de optar por el Grado 7 completo en una instalación a gran escala.
