Le titane de grade 2 et celui de grade 7 présentent des propriétés mécaniques identiques et des compositions chimiques quasi identiques — la seule différence réside dans la présence de 0,12 à 0,25% de palladium dans le grade 7. Ce faible ajout change tout dans les environnements acides réducteurs. Dans de l’HCl bouillant (5%), le grade 7 se corrode à un rythme de 0,18 mm/an ; le grade 2 perd quant à lui plus de 10 mm/an. Dans du H₂SO₄ bouillant de type 5%, la corrosion du grade 7 s’élève à 0,50 mm/an, contre 48 mm/an pour le grade 2. Si votre procédé implique de l’acide chlorhydrique, de l’acide sulfurique, de l’acide formique ou d’autres flux acides réducteurs — en particulier à température élevée —, la nuance 7 est presque toujours la spécification appropriée. Si votre environnement est oxydant, légèrement acide ou principalement salin, la nuance 2 y résiste à un coût nettement inférieur. Ce guide vous fournit les données nécessaires pour prendre cette décision.
En quoi la 7e diffère-t-elle de la 2e ?
Au niveau de la composition, les nuances Grade 7 et Grade 2 sont pratiquement identiques. Il s'agit dans les deux cas de titane commercialement pur (CP) — des alliages en phase alpha ne comportant aucun ajout d'éléments d'alliage significatif, hormis le contrôle des concentrations interstitielles d'oxygène, d'azote, de carbone et d'hydrogène. La seule différence entre ces deux nuances tient en une seule ligne de la spécification ASTM.
La classe de 5e comprend 0,12–0,251 TP3T de palladium (La norme ASTM B338 définit cette plage). La nuance 2 n'en contient pas.
C'est tout. Même matrice en titane, mêmes propriétés mécaniques minimales, même comportement à la fabrication, même soudabilité, même densité. Vous pouvez souder le Grade 7 au Grade 2 sans problème de compatibilité. Leurs spécifications produit ASTM — B265 (tôles/plaques), B337 (tuyaux), B338 (tubes), B348 (barres) et B381 (pièces forgées) — sont identiques, à l’exception de la teneur en palladium requise et des désignations UNS : R50400 pour la nuance 2, R52400 pour la nuance 7.
La différence de coût est toutefois considérable. Le palladium est un métal du groupe du platine. Le grade 7 présente généralement un surcoût de 3 à 5 fois supérieur à celui du grade 2, en fonction des cours au comptant actuels du palladium et de la forme du produit. Pour un grand faisceau d’échangeurs de chaleur, cette majoration s’accumule rapidement. C’est pourquoi savoir exactement quand le grade 7 est nécessaire — et quand le grade 2 suffit — est tout aussi important pour le budget du projet que pour la fiabilité de l’installation.
Comparaison rapide entre la 7e et la 2e
Le tableau ci-dessous présente une comparaison complète portant sur la composition, les performances mécaniques, le comportement face à la corrosion et les considérations pratiques. Les propriétés mécaniques sont identiques ; les différences concernent exclusivement la résistance à la corrosion et le coût.
| Propriété | Niveau 2 (CP-Ti) | Grade 7 (Ti-0,15Pd) |
|---|---|---|
| Désignation UNS | R50400 | R52400 |
| Teneur en palladium | Aucun | 0,12–0,251 TP3T |
| Résistance à la traction (min) | 345 MPa | 345 MPa |
| Limite d'élasticité (0,2%, min) | 275 MPa | 275 MPa |
| Allongement (min) | 20% | 20% |
| Densité | 4,51 g/cm³ | 4,51 g/cm³ |
| Module d'élasticité | 103 GPa | 103 GPa |
| Plage de fusion | 1 668 ± 10 °C | 1 668 ± 10 °C |
| Conductivité thermique | 11,4 W/m·°C | 11,4 W/m·°C |
| Résistance aux acides oxydants | Excellent | Excellent |
| Réduction de la résistance à l'acide | Limité | Excellent |
| Résistance à la corrosion interstitielle | Modéré | Haut |
| Résistance aux saumures chlorées chaudes | Bon | Excellent |
| Soudabilité | Excellent | Excellent |
| Formabilité | Excellent | Excellent |
| Coût relatif | Valeur de référence | 3 à 5 fois plus élevé |
| Normes ASTM | B265, B337, B338, B348, B381 | B265, B337, B338, B348, B381 |
À retenir : Si l'environnement d'exploitation est oxydant ou légèrement corrosif, les performances sont identiques et le surcoût lié à la nuance 7 ne se justifie pas. La nuance 7 ne justifie son prix que dans des conditions de réduction d'acide ou en présence de cavités agressives.
Pourquoi le palladium est-il efficace ? — L'électrochimie
La plupart des fiches techniques indiquent que le palladium améliore la résistance à la corrosion du titane, sans toutefois expliquer comment. Il vaut la peine de s'attarder sur ce mécanisme, car il permet de déterminer précisément dans quels environnements le Grade 7 est efficace et dans lesquels il ne l'est pas.
La résistance à la corrosion du titane dans les milieux oxydants provient de son film d’oxyde passif — une fine couche de TiO₂ capable de se régénérer, qui se forme instantanément au contact de l’air ou de l’eau. Dans les milieux fortement oxydants, ce film est stable et le métal ne se corrode pratiquement pas. Le problème se pose dans les milieux réducteurs, en particulier en présence d’acides réducteurs. Dans ces conditions, la force motrice électrochimique favorise la dissolution du film plutôt que sa formation. L’oxyde se décompose, le métal nu est mis à nu et la corrosion progresse rapidement.
Palladium résout ce problème grâce à un mécanisme appelé dépolarisation cathodique. À de faibles concentrations en Pd (0,12–0,251 TP3T dans le Grade 7), le palladium ne se dissout pas dans l'acide. Au contraire, il s’enrichit à la surface du métal, tandis que le TiO₂ se dissout préférentiellement autour de celui-ci, formant de petites zones intermétalliques enrichies en Pd (principalement du TiPd). Ces sites riches en Pd agissent comme des sites cathodiques efficaces : ils catalysent la réduction des ions hydrogène (H⁺ → H₂) bien plus efficacement que ne le fait le titane.
Cette catalyse cathodique a deux effets : elle accélère la vitesse de réaction cathodique et fait monter le potentiel mixte de la surface métallique vers des valeurs plus nobles (positives). Si ce potentiel mixte dépasse le potentiel de passivation critique du titane dans le milieu concerné, la surface du titane revient à son état passif et cesse alors effectivement de se corroder.
Concrètement, cela signifie que le Grade 7 peut se passiver spontanément à des concentrations d’acide et des températures réduites, alors que le Grade 2 subirait une corrosion de plusieurs dizaines de millimètres par an. Ce mécanisme n’est toutefois pas illimité : à des concentrations d’acide très élevées ou à des températures très élevées, la force motrice de dissolution du film dépasse ce que la catalyse au palladium peut contrebalancer, et la nuance 7 se corrode également. Les données d’Austral Wright montrent que la nuance 7 atteint 8,8 mm/an dans une solution de HCl 10% à 190 °C sous saturation d’azote — ce qui reste meilleur que la nuance 2 (> 28 mm/an), mais n’est plus proche de la passivité.
Une mise en garde essentielle : le film d’oxyde du titane nécessite la présence d’humidité pour se reformer. Dans des conditions réductrices anhydres (sèches) — chlore hydrique gazeux sec, HF sec, acide nitrique fumant rouge —, le Grade 7 n’offre aucun avantage par rapport au Grade 2. Les deux peuvent subir une attaque rapide, potentiellement pyrophorique. Il ne s’agit pas d’une limitation couramment mentionnée dans les fiches techniques commerciales, mais elle est bien réelle.
Comportement à la corrosion selon le type d'acide
Les données suivantes sont issues d'essais comparatifs menés entre la nuance 7 et la nuance 2 dans des conditions contrôlées. Les taux de corrosion inférieurs à 0,1 mm/an sont généralement considérés comme acceptables pour une utilisation à long terme ; les taux supérieurs à 1,0 mm/an indiquent généralement qu'un remplacement du matériau est justifié.
Acide chlorhydrique (HCl)
L'HCl est un acide réducteur, ce qui en fait l'exemple le plus parlant de l'avantage du niveau 7.
| Condition | Concentration | Température | Classe 7 (mm/an) | Classe 2 (mm/an) |
|---|---|---|---|---|
| Standard | 5% | Ébullition | 0.18 | >10 |
| saturé en N₂ | 3% | 190 °C | 0.025 | >28 |
| saturé en N₂ | 5% | 190 °C | 0.10 | >28 |
| saturé en N₂ | 10% | 190 °C | 8.8 | >28 |
| saturé en O₂ | 3% | 190 °C | 0.13 | >28 |
| saturé en O₂ | 5% | 190 °C | 0.13 | >28 |
À température ambiante, la limite pratique pour la nuance 2 est d’environ 7% HCl. La nuance 7 repousse cette limite à environ 27% HCl avant que les vitesses de corrosion ne deviennent problématiques. À la température d'ébullition, la nuance 2 est pratiquement inutilisable au-delà de 1–2% HCl. La nuance 7 reste utilisable jusqu'à 5% à l'ébullition, avec des vitesses de corrosion marginales (0,18 mm/an), et devient inacceptable au-delà de 10% à des températures élevées.
Acide sulfurique (H₂SO₄)
L'acide sulfurique est un autre acide réducteur pour lequel la divergence est spectaculaire.
| Condition | Concentration | Température | Classe 7 (mm/an) | Classe 2 (mm/an) |
|---|---|---|---|---|
| Standard | 5% | Ébullition | 0.50 | 48 |
| saturé en N₂ | 1% | 100 °C | — | 7 |
| saturé en N₂ | 1% | 190 °C | 0.13 | — |
| saturé en N₂ | 5% | 190 °C | 0.13 | — |
| saturé en N₂ | 10% | 190 °C | 1.5 | — |
La nuance 2, immergée dans du H₂SO₄ 5% en ébullition, se corrode à un taux de 48 mm/an — elle se dissout pratiquement en quelques jours. La nuance 7, dans les mêmes conditions, présente un taux de 0,50 mm/an, ce qui est à la limite de l'acceptable pour certaines applications. Dans le cas de l’H₂SO₄ dilué à des températures élevées, la nuance 7 à une concentration comprise entre 1 et 5% atteint des taux proches de la passivité, inférieurs à 0,15 mm/an.
Acides organiques (formique, citrique, oxalique)
Les acides organiques présentent un tableau contrasté.
| Acide | Concentration | Température | Classe 7 (mm/an) | Classe 2 (mm/an) |
|---|---|---|---|---|
| Acide formique | 50% | Ébullition | 0.075 | 3.6 |
| Acide citrique | 50% | Ébullition | < 0,025 | 0.40 |
| Acide oxalique | 1% | Ébullition | 1.13 | 45 |
Acide formique et acide citrique : la nuance 7 présente de bonnes performances, tandis que la nuance 2 subit une corrosion à des vitesses qui poseraient problème en cas d’utilisation à long terme. L'acide oxalique est agressif pour les deux nuances : le taux de 1,13 mm/an de la nuance 7 dans de l'acide oxalique bouillant (1%) est élevé, et celui de 45 mm/an de la nuance 2 est catastrophique.
Acide phosphorique (H₃PO₄)
| Concentration | Température | Classe 7 (mm/an) | Classe 2 (mm/an) |
|---|---|---|---|
| 50% | 70 °C | 1.8 | 10 |
| 10% | Ébullition | 3.2 | 11 |
Ces deux nuances présentent des difficultés dans l’acide phosphorique concentré. La nuance 7 offre de meilleures performances, mais aucun des deux matériaux n’atteint le comportement quasi passif observé dans les acides réducteurs dilués. À l'ébullition du 10%, le taux de 3,2 mm/an de la nuance 7 peut encore être acceptable pour certaines conceptions de procédés prévoyant des cycles de maintenance planifiés, mais il ne s'agit pas d'une solution à long terme ne nécessitant aucun entretien.
Milieux contenant du chlorure (saumures, AlCl₃)
| Moyen | Concentration | Température | Classe 7 (mm/an) | Classe 2 (mm/an) |
|---|---|---|---|---|
| Saumure de NaCl | Samedi. | 93 °C | < 0,025 | — |
| AlCl₃ | 10% | 100 °C | < 0,025 | < 0,025 |
| AlCl₃ | 25% | 100 °C | 0.025 | 50 |
Dans les saumures neutres à légèrement alcalines, les deux qualités offrent de bonnes performances, la qualité 2 constituant le choix le plus économique. Dans les milieux acidifiés ou riches en chlorure, la qualité 7 se démarque nettement.
Quand le niveau 2 est le bon choix
Si la classe 7 retient généralement toute l'attention dans les débats sur l'ingénierie de la corrosion, un nombre important d'applications industrielles sont mieux adaptées à la classe 2. Opter pour la classe 7 alors que la classe 2 offre des performances identiques représente un surcoût direct et inutile.
Milieux acides oxydants. Dans l'acide nitrique — un acide fortement oxydant —, les deux nuances présentent des performances comparables. Le film passif du titane est extrêmement stable dans des conditions oxydantes, quelle que soit la teneur en palladium. Il en va de même pour l'acide chromique et d'autres milieux oxydants. La nuance 2, dont le coût est nettement inférieur, constitue donc le choix le plus judicieux.
Diluez les acides organiques à température modérée. À faibles concentrations et à des températures bien inférieures au point d'ébullition, les vitesses de corrosion de la nuance 2 dans les acides organiques sont souvent acceptables. Un flux d’acide formique à 50 °C à une concentration de 10% n’est pas comparable à de l’acide formique bouillant à 50%. Vérifiez vos conditions d’exploitation spécifiques par rapport aux données de corrosion avant d’opter systématiquement pour la nuance 7.
Utilisation en milieu marin, salin et chloruré. Dans l'eau de mer et les saumures à pH neutre, ces deux nuances sont pratiquement insensibles à la corrosion. Le film d'oxyde est stable, les vitesses de corrosion sont négligeables et le risque de corrosion interstitielle — bien que réel pour les deux nuances — ne les différencie pas de manière significative aux températures habituelles d'utilisation en milieu marin. La nuance 2 est le matériau le plus couramment utilisé dans les échangeurs de chaleur offshore destinés à un usage en eau de mer.
Milieux alcalins. Les alcalis forts (soude caustique, hydroxyde de potassium) ne posent aucun problème pour aucune des deux nuances. La nuance 2 les supporte bien et l'ajout de palladium dans la nuance 7 n'apporte rien en termes de résistance à la corrosion dans ce cas précis.
Applications où le coût est un facteur déterminant et dont la durée de vie prévue est plus courte. Dans certains environnements de traitement, le remplacement périodique des composants corrodés est intégré au programme de maintenance. Si le taux de corrosion de la nuance 2 se traduit par une durée de vie des composants de, disons, 3 à 5 ans, et que cela coïncide avec les intervalles de révision prévus, le fait de prescrire la nuance 7 uniquement pour bénéficier d'une durée de vie plus longue pourrait ne pas générer un retour sur investissement positif.
La règle de décision pratique : Si les produits chimiques utilisés dans votre procédé n'appartiennent pas à la famille des acides réducteurs (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, acides organiques), ou s'ils en font partie mais uniquement à de faibles concentrations et à des températures modérées où les taux de corrosion de la classe 2 sont inférieurs à 0,25 mm/an, la classe 2 est suffisante. N’ajoutez la classe 7 au cahier des charges que lorsque les données — en particulier le taux de corrosion dans votre acide à votre température de fonctionnement — le justifient.
Les applications où la classe 7 justifie son prix élevé
Lorsque les conditions d'exploitation relèvent clairement de la catégorie des acides réducteurs, le surcoût lié à la nuance 7 est généralement facile à justifier sur la base du cycle de vie. Le coût de remplacement, les temps d'arrêt de production et le risque de contamination du produit dû à la corrosion de la cuve sont autant de facteurs pris en compte dans ce calcul.
Chimie du chlore et des alcalis. Les composants des cellules, les ensembles d'anodes et les canalisations utilisés dans la production de chlore sont exposés à la fois au chlore gazeux humide et aux flux d'acide chlorhydrique. La nuance 7 est la spécification standard pour les matériaux dans bon nombre de ces environnements d'exploitation. La combinaison du chlore humide, de l'HCl et de la saumure — associée à des variations de température — s'avère trop agressive pour la nuance 2 sur les surfaces en contact avec le fluide.
Réacteurs de traitement chimique et autoclaves. Les cuves de réacteurs utilisées pour la digestion acide réductrice — les circuits de lixiviation acide hydrométallurgique pour la récupération du nickel, du cobalt et du cuivre en sont l’exemple classique — fonctionnent à des températures élevées avec du HCl ou du H₂SO₄ à des concentrations qui s’inscrivent parfaitement dans la plage d’utilisation du Grade 7. Une étude de corrosion réalisée en 2010 sur le Ti-2 et le Ti-7 dans un procédé de lixiviation acide du nickel (Vaughan, ScienceDirect) a mis en évidence des morphologies de surface et des comportements à la corrosion nettement différents : le Ti-7 conservait une surface lisse et présentait une perte de métal nettement inférieure dans des conditions qui provoquaient une forte rugosité et une attaque aux joints de grains sur le Ti-2.
Échangeurs de chaleur utilisés en milieu acide. La norme ASTM B338 s'applique spécifiquement aux tubes d'échangeurs de chaleur en titane. La nuance 7 est prescrite pour les condenseurs et les échangeurs de chaleur utilisés dans des environnements acides — en particulier lorsque le fluide côté enveloppe ou côté tube est un flux de procédé acide réducteur, ou lorsque l'unité est soumise à des conditions de fonctionnement alternées pouvant passer d'un environnement chimique réducteur à un environnement oxydant.
Production de produits pharmaceutiques et de chimie fine. Les cuves de digestion acide et les canalisations de process utilisées dans la synthèse pharmaceutique sont souvent en contact avec de l'acide formique, de l'acide oxalique ou du HCl dilué à des températures proches du point d'ébullition. Les exigences de pureté des produits rendent toute contamination métallique inacceptable, ce qui renforce encore davantage la nécessité d'obtenir des vitesses de corrosion proches de la passivité. La spécification de grade 7 est ici la plus appropriée.
Lutte contre la pollution atmosphérique. Les épurateurs humides traitant des flux gazeux de SO₂ et de HCl — en particulier ceux utilisant des liqueurs de lavage acides — sont soumis à des conditions d'exploitation pour lesquelles la nuance 2 présente un historique de corrosion avéré. La nuance 7 est couramment prescrite pour les éléments internes des épurateurs et les supports de lit granulaire.
Récipients sous pression conformes aux normes AS1210/ASME, utilisables jusqu'à 300 °C. Ces deux normes préqualifient le Grade 7 pour la construction de récipients sous pression jusqu’à 300 °C (ASME BPVC) et les tuyaux de Grade 7 jusqu’à 325 °C (AS4041 – tuyauterie sous pression). Lorsque des récipients sous pression destinés à un service acide sont conçus conformément à ces codes, le Grade 7 est le choix naturel pour les composants en contact avec le fluide sous pression.
La gamme Palladium — Niveaux 7, 11, 16 et 12
Si vous évaluez la nuance 7, vous devez également tenir compte des autres nuances contenant du palladium et de l'alternative au molybdène-nickel (nuance 12), car la solution consistant à “ se contenter d'utiliser la nuance 7 ” n'est pas toujours la plus rentable.
| Grade | Ajout d'un alliage clé | Teneur en Pd | Force de base | Cas d'utilisation principal |
|---|---|---|---|---|
| 7e année | 0,12–0,251 TP3T Pd | Gamme complète | CP-Ti (équivalent à la nuance 2) | Acides réducteurs, utilisation en milieu de fissures, applications standard |
| 11e année | 0,12–0,251 TP3T Pd | Gamme complète | CP-Ti (base de grade 1 — teneur en O inférieure) | Variante Pd de la nuance 1 ; mêmes performances en matière de résistance à la corrosion que la nuance 7, résistance légèrement inférieure |
| 16e année | 0,04–0,081 TP3T Pd | Réduit | CP-Ti | Alternative économique au Grade 7 dans des conditions réductrices plus modérées |
| 12e année | 0,31 TP3T de Mo + 0,81 TP3T de Ni | Aucun | Supérieur au niveau 2 | Corrosion interstitielle dans les saumures chaudes ; sans Pd (coût moindre, mécanisme différent) |
Classe de 5e contre classe de terminale : Ces deux nuances présentent la même teneur en palladium et, par conséquent, une résistance à la corrosion similaire. La principale différence réside dans le métal de base : la nuance 11 est à la nuance 1 ce que la nuance 7 est à la nuance 2 — toutes deux sont des variantes contenant du palladium, mais à des niveaux d’oxygène différents. La nuance 11 utilise une base de nuance 1 (teneur en oxygène plus faible, ~0,181 TP3T d'oxygène max. contre 0,251 TP3T d'oxygène max. pour la nuance 2), ce qui confère une résistance interstitielle légèrement inférieure. La différence de performance en matière de corrosion est négligeable dans la pratique. Pour la grande majorité des applications en milieu acide, les nuances 7 et 11 sont interchangeables du point de vue de la corrosion.
7e année contre 16e année : La nuance 16 ne contient que 0,04 à 0,081 TP3T Pd, soit environ la moitié de la limite inférieure de la nuance 7. Sa résistance à la corrosion dans les acides réducteurs est supérieure à celle de la nuance 2, mais moins élevée que celle de la nuance 7. La nuance 16 constitue une solution économique pour les environnements dans lesquels la marge de performance totale de la nuance 7 est supérieure aux besoins. Si les données relatives au taux de corrosion dans vos conditions spécifiques indiquent que la nuance 16 présente une valeur bien inférieure à 0,1 mm/an, elle peut permettre de réaliser des économies significatives par rapport à la nuance 7.
Classe de 5e contre classe de terminale : La nuance 12 repose sur une approche totalement différente : elle utilise du molybdène et du nickel plutôt que du palladium. La nuance 12 présente une résistance mécanique supérieure à celle de la nuance 2 (résistance à la traction ≥ 483 MPa contre 345 MPa) ainsi qu’une meilleure résistance à la corrosion interstitielle dans les milieux chlorés chauds à pH neutre. Cependant, il n’égale pas les performances de la nuance 7 dans les milieux acides réducteurs. Si la principale préoccupation concerne la corrosion interstitielle dans des saumures chaudes sans exposition significative aux acides, la nuance 12 peut constituer le choix le plus rentable et offre l’avantage de la résistance mécanique. Pour une utilisation dans des milieux acides réducteurs véritables, la nuance 7 est le choix approprié.
Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre le titane de grade 2 et celui de grade 7 ?
La nuance 7 correspond à la nuance 2 à laquelle on a ajouté 0,12 à 0,251 TP3T de palladium. Toutes deux sont constituées de titane alpha de pureté commerciale et présentent des propriétés mécaniques, une densité et une soudabilité identiques. La seule différence fonctionnelle réside dans la résistance à la corrosion : la nuance 7 surpasse largement la nuance 2 face aux acides réducteurs (HCl, H₂SO₄, acides organiques) grâce à un mécanisme électrochimique catalysé par le palladium qui permet au métal de se passiver spontanément dans des environnements où la nuance 2 se corroderait à des vitesses supérieures à 10–50 mm/an.
Quelle nuance de titane est la mieux adaptée à une utilisation en milieu acide chlorhydrique ?
Pour les applications en HCl, la nuance 7 est la recommandation standard. À température ambiante, la nuance 2 est limitée à environ 7% d’HCl ; la nuance 7 étend cette limite à environ 27%. À la température d'ébullition, la nuance 2 se corrode à un rythme supérieur à 10 mm/an dans une solution d'HCl à 5%, tandis que la nuance 7 présente un taux de corrosion de 0,18 mm/an. Au-delà de 10% d’HCl à des températures élevées (190 °C), même la protection offerte par la nuance 7 diminue considérablement — envisagez l’utilisation d’Hastelloy C-276 ou d’alliages similaires pour ces conditions extrêmes.
Le titane de grade 7 vaut-il son prix plus élevé ?
Tout dépend de l’environnement d’exploitation. Dans les environnements à faible acidité, la nuance 7 permet d’éviter les défaillances catastrophiques dues à la corrosion qui entraîneraient le remplacement de l’appareil, des arrêts de production et des risques de contamination — l’analyse du coût du cycle de vie penche nettement en faveur de la nuance 7. Dans les environnements non acides ou oxydants, la nuance 7 n’apporte aucun avantage supplémentaire en matière de résistance à la corrosion par rapport à la nuance 2, et son surcoût de 3 à 5 fois supérieur représente une dépense purement superflue. Choisissez la nuance en fonction des caractéristiques chimiques du milieu d’exploitation, et non en fonction d’une préférence générale pour des matériaux “ meilleurs ”.
Le titane de grade 2 résiste-t-il à l'acide sulfurique ?
Le Grade 2 subit une corrosion sévère en acide sulfurique à des températures élevées. Dans de l’H₂SO₄ bouillant à 5%, le Grade 2 se corrode à un taux de 48 mm/an — ce qui le rend pratiquement inutilisable. À température ambiante et à de très faibles concentrations (inférieures à environ 5%), les vitesses de corrosion de la nuance 2 sont plus modérées, mais la marge d’erreur est mince si les températures de fonctionnement ou les concentrations varient. Pour toute utilisation significative en milieu H₂SO₄, la nuance 7 est la spécification appropriée.
Le palladium empêche-t-il la corrosion interstitielle du titane ?
Oui, dans une large mesure. La corrosion interstitielle du titane se produit lorsque le fluide stagnant dans une fente s'appauvrit en espèces oxydantes, ce qui fait basculer l'électrochimie locale vers des conditions réductrices. L’effet de catalyse cathodique du palladium étend la résistance à la corrosion à ces conditions localement réductrices, ce qui explique pourquoi la nuance 7 est préférée à la nuance 2 dans les applications comportant des joints d’étanchéité, des raccords tube-plaque tubulaire et des brides boulonnées en service acide.
Quelle nuance de titane dois-je spécifier pour un échangeur de chaleur à acide réducteur ?
Préciser la nuance 7 selon la norme ASTM B338 (tubes sans soudure ou soudés) pour le faisceau de tubes. Pour l'enveloppe, la nuance 2 selon la norme ASTM B265 (tôle) peut être acceptable si le fluide côté enveloppe n'est pas un acide réducteur. Si les côtés enveloppe et tubes transportent tous deux un acide réducteur, spécifier la nuance 7 pour l'ensemble de l'installation. Utiliser le métal d'apport AWS ERTi-7 pour toutes les soudures sur site.
Quelle est la désignation UNS du titane de grade 7 ?
Le titane de grade 7 porte la référence UNS R52400. Le grade 2 porte la référence UNS R50400.
Les classes de 5e et de 1re sont-elles interchangeables ?
Pour la plupart des applications en milieu acide, oui. Les deux contiennent entre 0,12 et 0,251 TP3T de palladium et offrent une résistance à la corrosion similaire. La nuance 11 est à la nuance 1 ce que la nuance 7 est à la nuance 2 : une variante contenant du palladium, mais appartenant au même niveau d’oxygène de base. La teneur en oxygène interstitiel plus faible de la nuance 11 signifie que sa résistance est légèrement inférieure à celle de la nuance 7. Lorsque la nuance 7 répond aux exigences mécaniques, elle est généralement préférée en raison de sa plus grande disponibilité.
Résumé
Le titane de grade 7 et celui de grade 2 sont identiques, à une exception près : le palladium. Cet ajout représente un coût nettement plus élevé, mais apporte une amélioration spectaculaire dans un domaine de performance spécifique : la résistance aux acides réducteurs. Dans l'HCl et l'H₂SO₄ bouillants, le titane de grade 7 se corrode à des vitesses 50 à 300 fois inférieures à celles du grade 2. Dans les environnements oxydants, en milieu salin et dans des conditions alcalines, les deux grades sont identiques et le grade 2 s'impose comme le choix évident.
Le cadre de décision est simple : identifiez l’agent corrosif principal présent dans votre flux de procédé, recherchez le taux de corrosion de cet acide à votre température et à votre concentration d’exploitation, puis sélectionnez la nuance dont le taux est inférieur à 0,1 mm/an avec une marge suffisante. Si la réponse est la classe 2, ne payez pas pour la classe 7. S'il s'agit de la classe 7, l'analyse de rentabilité sur le cycle de vie justifie presque toujours le surcoût par rapport au coût d'une défaillance prématurée de l'équipement.
Pour les environnements se situant dans une zone grise — conditions acides légèrement réductrices, composition chimique variable du fluide de service ou contraintes budgétaires —, les nuances Grade 16 (Pd réduit) et Grade 12 (Mo-Ni) méritent d'être envisagées comme alternatives à coût intermédiaire avant d'opter systématiquement pour la nuance Grade 7 dans le cadre d'une installation à grande échelle.
