O titânio de Grau 2 e o de Grau 7 partilham propriedades mecânicas idênticas e composições químicas quase idênticas — a única diferença é a presença de 0,12–0,25% de paládio no Grau 7. Essa pequena adição altera completamente o comportamento em ambientes ácidos. Em HCl a ferver, o grau 7 sofre corrosão a uma taxa de 0,18 mm/ano; o grau 2 perde mais de 10 mm/ano. Em H₂SO₄ 5% a ferver, o grau 7 apresenta uma taxa de 0,50 mm/ano, contra os 48 mm/ano do grau 2. Se o seu processo envolver ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fórmico ou outros fluxos de ácidos redutores — especialmente a temperaturas elevadas —, a Classe 7 é quase sempre a especificação correta. Se o seu ambiente for oxidante, ligeiramente ácido ou predominantemente salino, o Grau 2 dá conta do recado por uma fração do custo. Este guia fornece-lhe os dados necessários para tomar essa decisão.
O que distingue o 7.º ano do 2.º ano
Ao nível da composição, o Grau 7 e o Grau 2 são materiais praticamente idênticos. Ambos são titânio comercialmente puro (CP) — ligas em fase alfa sem adições significativas de elementos de liga, para além do controlo intersticial do oxigénio, azoto, carbono e hidrogénio. Toda a diferença entre eles cabe numa única linha da especificação ASTM.
O 7.º ano inclui 0,12–0,251 TP3T de paládio (A norma ASTM B338 especifica este intervalo). O grau 2 não contém nenhum.
É isso mesmo. A mesma matriz de titânio, os mesmos limites mínimos de propriedades mecânicas, o mesmo comportamento de fabrico, a mesma soldabilidade, a mesma densidade. É possível soldar o Grau 7 ao Grau 2 sem problemas de compatibilidade. As suas especificações de produto da ASTM — B265 (chapa/placa), B337 (tubo), B338 (tubo), B348 (barra) e B381 (peças forjadas) — são idênticas, exceto no que diz respeito ao requisito de paládio e às designações UNS: R50400 para o Grau 2, R52400 para o Grau 7.
A diferença de custo, no entanto, é substancial. O paládio é um metal do grupo da platina. O Grau 7 tem normalmente um preço 3 a 5 vezes superior ao do Grau 2, dependendo dos preços spot atuais do paládio e da forma do produto. No caso de um grande feixe de permutadores de calor, esse prémio acumula-se rapidamente. É por isso que saber exatamente quando o Grau 7 é necessário — e quando o Grau 2 é suficiente — é tão importante para o orçamento do projeto como para a fiabilidade da instalação.
Comparação rápida entre o 7.º ano e o 2.º ano
A tabela abaixo apresenta uma comparação completa em termos de composição, desempenho mecânico, comportamento face à corrosão e considerações práticas. As propriedades mecânicas são idênticas; as diferenças residem exclusivamente na resistência à corrosão e no custo.
| Imóveis | 2.º ano (CP-Ti) | Grau 7 (Ti-0,15Pd) |
|---|---|---|
| Designação UNS | R50400 | R52400 |
| Teor de paládio | Nenhum | 0,12–0,25% |
| Resistência à tração (min) | 345 MPa | 345 MPa |
| Limite de escoamento (0,2%, mín.) | 275 MPa | 275 MPa |
| Alongamento (min) | 20% | 20% |
| Densidade | 4,51 g/cm³ | 4,51 g/cm³ |
| Módulo de elasticidade | 103 GPa | 103 GPa |
| Gama de fusão | 1 668 ± 10 °C | 1 668 ± 10 °C |
| Condutividade térmica | 11,4 W/m·°C | 11,4 W/m·°C |
| Resistência aos ácidos oxidantes | Excelente | Excelente |
| Redução da resistência aos ácidos | Limitada | Excelente |
| Resistência à corrosão em fendas | Moderado | Elevado |
| Resistência à salmoura clorada a alta temperatura | Bom | Excelente |
| Soldabilidade | Excelente | Excelente |
| Formabilidade | Excelente | Excelente |
| Custo relativo | Valor de referência | 3 a 5 vezes superior |
| Especificações da ASTM | B265, B337, B338, B348, B381 | B265, B337, B338, B348, B381 |
O que se pode tirar: Se o ambiente de funcionamento for oxidante ou ligeiramente corrosivo, as colunas de desempenho são idênticas e o custo adicional do Grau 7 não traz qualquer benefício. O Grau 7 só justifica o seu preço em condições de acidez ou em fendas sujeitas a agentes agressivos.
Por que é que o paládio funciona — A eletroquímica
A maioria das fichas técnicas de materiais indica que o paládio melhora a resistência à corrosão do titânio, sem explicar como. Vale a pena dedicar algum tempo a compreender o mecanismo, pois permite saber exatamente em que ambientes o Grau 7 é eficaz e em que outros não.
A resistência à corrosão do titânio em ambientes oxidantes deve-se à sua película de óxido passiva — uma camada fina e autorregenerável de TiO₂ que se forma instantaneamente quando exposta ao ar ou à água. Em meios fortemente oxidantes, essa película é estável e o metal quase não sofre corrosão. O problema reside nos ambientes redutores, em particular nos ácidos redutores. Nesses casos, a força motriz eletroquímica tende para a dissolução da película, em vez de para a sua formação. O óxido degrada-se, o metal fica exposto e a corrosão avança rapidamente.
O Palladium resolve esta questão através de um mecanismo denominado despolarização catódica. Em baixas concentrações de Pd (0,12–0,251 TP3T no Grau 7), o paládio não se dissolve no ácido. Em vez disso, concentra-se na superfície do metal à medida que o TiO₂ se dissolve preferencialmente à sua volta, formando pequenas zonas intermetálicas enriquecidas em Pd (principalmente TiPd). Estes locais ricos em Pd atuam como sítios catódicos eficientes — catalisam a redução dos iões de hidrogénio (H⁺ → H₂) de forma muito mais eficaz do que o titânio.
Esta catálise catódica tem dois efeitos: acelera a velocidade da reação catódica e desloca o potencial misto da superfície metálica para valores mais elevados, na direção de valores mais nobres (positivos). Se esse potencial misto ultrapassar o potencial crítico de passivação do titânio nesse meio específico, a superfície do titânio volta a entrar no seu estado passivo e deixa efetivamente de se corroer.
Na prática, isto significa que o Grau 7 consegue autopassivar-se em concentrações de ácido e temperaturas redutoras, nas quais o Grau 2 sofreria corrosão a uma taxa de dezenas de milímetros por ano. O mecanismo não é ilimitado — em concentrações de ácido muito elevadas ou temperaturas muito elevadas, a força motriz para a dissolução da película excede o que a catálise com Pd consegue contrariar, e o Grau 7 também sofre corrosão. Os dados da Austral Wright mostram que o Grau 7 atinge 8,8 mm/ano em HCl 10% a 190 °C sob saturação de N₂ — ainda melhor do que o Grau 2 (>28 mm/ano), mas já não se encontra num estado quase passivo.
Uma ressalva importante: a película de óxido do titânio requer a presença de humidade para se reformar. Em condições redutoras anidras (secas) — gás cloreto de hidrogénio seco, HF seco, ácido nítrico fumegante vermelho — o Grau 7 não oferece qualquer vantagem em relação ao Grau 2. Ambos podem sofrer um ataque rápido e potencialmente pirofórico. Esta não é uma limitação frequentemente mencionada nas fichas técnicas comerciais, mas é uma limitação real.
Comportamento face à corrosão por tipo de ácido
Os dados que se seguem resultam de ensaios comparativos entre o Grau 7 e o Grau 2, realizados em condições controladas. As taxas de corrosão inferiores a 0,1 mm/ano são geralmente consideradas aceitáveis para uma utilização a longo prazo; as taxas superiores a 1,0 mm/ano indicam, normalmente, que se justifica a substituição do material.
Ácido clorídrico (HCl)
O HCl é um ácido redutor, o que o torna o exemplo mais claro da vantagem do 7.º ano.
| Estado | Concentração | Temperatura | 7.º ano (mm/ano) | Grau 2 (mm/ano) |
|---|---|---|---|---|
| Padrão | 5% | Fervura | 0.18 | >10 |
| saturado com N₂ | 3% | 190 °C | 0.025 | >28 |
| saturado com N₂ | 5% | 190 °C | 0.10 | >28 |
| saturado com N₂ | 10% | 190 °C | 8.8 | >28 |
| saturado em O₂ | 3% | 190 °C | 0.13 | >28 |
| saturado em O₂ | 5% | 190 °C | 0.13 | >28 |
À temperatura ambiente, o limite prático para o Grau 2 é de aproximadamente 7% de HCl. O Grau 7 alarga esse limite para aproximadamente 27% de HCl, antes de as taxas de corrosão se tornarem problemáticas. À temperatura de ebulição, o Grau 2 é essencialmente inadequado acima de 1–2% HCl. O Grau 7 mantém-se utilizável até 5% de ebulição, com taxas de corrosão marginais (0,18 mm/ano), e torna-se inaceitável acima de 10% a temperaturas elevadas.
Ácido sulfúrico (H₂SO₄)
O ácido sulfúrico é outro ácido redutor em que a divergência é acentuada.
| Estado | Concentração | Temperatura | 7.º ano (mm/ano) | Grau 2 (mm/ano) |
|---|---|---|---|---|
| Padrão | 5% | Fervura | 0.50 | 48 |
| saturado com N₂ | 1% | 100 °C | — | 7 |
| saturado com N₂ | 1% | 190 °C | 0.13 | — |
| saturado com N₂ | 5% | 190 °C | 0.13 | — |
| saturado com N₂ | 10% | 190 °C | 1.5 | — |
O Grau 2, em H₂SO₄ 5% a ferver, sofre corrosão a uma taxa de 48 mm/ano — ficando praticamente dissolvido em poucos dias. O Grau 7, nas mesmas condições, apresenta uma taxa de 0,50 mm/ano, o que é aceitável, embora no limite, para algumas aplicações. No caso do H₂SO₄ diluído a temperaturas elevadas, o grau 7, a uma concentração de 1–5%, atinge taxas quase passivas inferiores a 0,15 mm/ano.
Ácidos orgânicos (fórmico, cítrico, oxálico)
Os ácidos orgânicos apresentam um quadro misto.
| Ácido | Concentração | Temperatura | 7.º ano (mm/ano) | Grau 2 (mm/ano) |
|---|---|---|---|---|
| Ácido fórmico | 50% | Fervura | 0.075 | 3.6 |
| Ácido cítrico | 50% | Fervura | <0,025 | 0.40 |
| Ácido oxálico | 1% | Fervura | 1.13 | 45 |
Ácido fórmico e cítrico: A classe 7 apresenta um bom desempenho; a classe 2 sofre corrosão a taxas que seriam problemáticas para uma utilização a longo prazo. O ácido oxálico é agressivo para ambas as classes — os 1,13 mm/ano da Classe 7 em ácido oxálico a ferver (1%) são elevados, e os 45 mm/ano da Classe 2 são catastróficos.
Ácido fosfórico (H₃PO₄)
| Concentração | Temperatura | 7.º ano (mm/ano) | Grau 2 (mm/ano) |
|---|---|---|---|
| 50% | 70 °C | 1.8 | 10 |
| 10% | Fervura | 3.2 | 11 |
Ambas as classes apresentam dificuldades em ácido fosfórico concentrado. A classe 7 tem um melhor desempenho, mas nenhum dos materiais proporciona o comportamento quase passivo observado em ácidos redutores diluídos. Com uma taxa de 3,2 mm/ano no 10% em ebulição, o Grau 7 pode ainda ser aceitável para determinados projetos de processo com ciclos de manutenção planeados, mas não constitui uma solução a longo prazo isenta de manutenção.
Meios que contêm cloreto (solas, AlCl₃)
| Médio | Concentração | Temperatura | 7.º ano (mm/ano) | Grau 2 (mm/ano) |
|---|---|---|---|---|
| Solução salina de NaCl | Sáb. | 93 °C | <0,025 | — |
| AlCl₃ | 10% | 100 °C | <0,025 | <0,025 |
| AlCl₃ | 25% | 100 °C | 0.025 | 50 |
Em salmouras neutras a ligeiramente alcalinas, ambos os tipos apresentam um bom desempenho, sendo o Tipo 2 a opção mais económica. Em meios acidificados ou com cloretos concentrados, o Tipo 7 destaca-se significativamente.
Quando o 2.º ano é a escolha certa
A classe 7 é a que recebe maior atenção nos debates sobre engenharia da corrosão, mas há um número significativo de aplicações industriais em que a classe 2 é mais adequada. Escolher a classe 7 em situações em que a classe 2 apresenta um desempenho idêntico representa um custo direto e desnecessário.
Ambientes ácidos oxidantes. No ácido nítrico — um ácido fortemente oxidante — ambas as classes apresentam um desempenho comparável. A película passiva do titânio é altamente estável em condições oxidantes, independentemente do teor de paládio. O mesmo se aplica ao ácido crómico e a outros meios oxidantes. A classe 2, a uma fração do custo, é a escolha correta.
Diluir os ácidos orgânicos a temperatura moderada. Em baixas concentrações e a temperaturas bem abaixo do ponto de ebulição, as taxas de corrosão do Grau 2 em ácidos orgânicos são frequentemente aceitáveis. Uma corrente de ácido fórmico a 50 °C com uma concentração de 10% é uma situação diferente da efervescência do ácido fórmico a 50%. Analise as suas condições de funcionamento específicas em relação aos dados de corrosão antes de optar automaticamente pelo Grau 7.
Aplicação em água do mar, soluções salinas e cloretos. Em água do mar e salmouras de pH neutro, ambas as classes são essencialmente imunes. A película de óxido é estável, as taxas de corrosão são insignificantes e o risco de corrosão em fendas — embora real para ambas as classes — não as distingue significativamente nas temperaturas normais de serviço marítimo. A classe 2 é o material predominante em permutadores de calor offshore destinados ao serviço com água do mar.
Ambientes alcalinos. Os álcalis fortes (soda cáustica, hidróxido de potássio) não representam um desafio para nenhum dos dois tipos. O Tipo 2 resiste bem a eles e a adição de paládio no Tipo 7 não contribui em nada para o desempenho em termos de corrosão neste caso.
Aplicações em que o custo é um fator determinante e com uma vida útil prevista mais curta. Em alguns ambientes de processamento, a substituição periódica de componentes corroídos está prevista no plano de manutenção. Se a taxa de corrosão do Grau 2 resultar numa vida útil do componente de, digamos, 3 a 5 anos e isso se alinhar com os intervalos de paragem programados, a especificação do Grau 7 apenas com o objetivo de prolongar a vida útil pode não proporcionar um retorno positivo do investimento.
A regra prática de decisão: Se a composição química do seu processo não pertencer à família dos ácidos redutores (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, ácidos orgânicos), ou se pertencer, mas apenas em baixas concentrações e a temperaturas moderadas, em que as taxas de corrosão do Grau 2 sejam inferiores a 0,25 mm/ano, o Grau 2 é suficiente. Adicione o Grau 7 à especificação apenas quando os dados — especificamente a taxa de corrosão no seu ácido à sua temperatura de funcionamento — o justificarem.
Aplicações em que o Grau 7 justifica o seu preço mais elevado
Quando as condições de funcionamento se enquadram claramente na categoria dos ácidos redutores, o custo adicional do Grau 7 é, normalmente, fácil de justificar numa perspetiva de ciclo de vida. O custo de substituição, o tempo de inatividade do processo e o risco de contaminação do produto resultante da corrosão de um recipiente são fatores que entram nesse cálculo.
Química do cloro-álcali e do cloro. Os componentes das células, os conjuntos de ânodos e as tubagens na produção de cloro estão expostos tanto a fluxos de gás de cloro húmido como a fluxos de ácido clorídrico. A classe 7 é a especificação de material padrão em muitos destes ambientes de serviço. A combinação de cloro húmido, HCl e salmoura — juntamente com as variações de temperatura — é demasiado agressiva para a classe 2 nas superfícies em contacto com o fluido.
Reatores de processamento químico e autoclaves. Os recipientes de reator que realizam a digestão com ácidos redutores — sendo os circuitos de lixiviação ácida hidrometalúrgica para a recuperação de níquel, cobalto e cobre o exemplo clássico — funcionam a temperaturas elevadas com HCl ou H₂SO₄ em concentrações que se enquadram perfeitamente na gama de utilização do Grau 7. Um estudo de corrosão realizado em 2010 sobre o Ti-2 e o Ti-7 em processos de lixiviação ácida de níquel (Vaughan, ScienceDirect) documentou morfologias superficiais e comportamentos de corrosão marcadamente diferentes, com o Ti-7 a manter uma superfície lisa e uma perda de metal significativamente menor em condições que provocaram uma rugosidade acentuada e um ataque aos limites de grão no Ti-2.
Permutadores de calor em aplicações com ácidos. A norma ASTM B338 aplica-se especificamente aos tubos de titânio para permutadores de calor. A classe 7 é especificada para condensadores e permutadores de calor em ambientes ácidos — em particular quando o fluido do lado da carcaça ou do lado dos tubos é uma corrente de processo de ácido redutor, ou quando a unidade está sujeita a condições de funcionamento alternadas que podem oscilar entre reações químicas redutoras e oxidantes.
Produção farmacêutica e de produtos químicos finos. Os recipientes de digestão ácida e as tubagens de processo na síntese farmacêutica envolvem frequentemente ácido fórmico, ácido oxálico ou HCl diluído a temperaturas próximas do ponto de ebulição. Os requisitos de pureza do produto tornam a contaminação por metais inaceitável, o que reforça ainda mais a necessidade de taxas de corrosão quase passivas. A especificação de grau 7 é a mais adequada neste caso.
Controlo da poluição atmosférica. Os depuradores húmidos que tratam fluxos de gases de SO₂ e HCl — em particular aqueles que utilizam líquidos de lavagem ácidos — enfrentam condições de funcionamento em que a classe 2 apresenta um historial documentado de corrosão. A classe 7 é habitualmente especificada para os componentes internos dos depuradores e para os suportes dos leitos de enchimento.
Utilização de recipientes sob pressão AS1210/ASME até 300 °C. Ambos os códigos pré-qualificam o Grau 7 para a construção de recipientes sob pressão até 300 °C (ASME BPVC) e tubagem de Grau 7 até 325 °C (tubagem sob pressão AS4041). Quando os recipientes sob pressão para serviços com ácidos são concebidos de acordo com estes códigos, o Grau 7 é a designação natural para os componentes em contacto com o fluido que contêm pressão.
A Família de Graus Palladium — Graus 7, 11, 16 e Grau 12
Se estiver a avaliar o Grau 7, deve também ter em conta os outros graus que contêm paládio e a alternativa de molibdénio-níquel (Grau 12), pois a resposta “basta usar o Grau 7” nem sempre é a mais económica.
| Grau | Adição de liga-chave | Teor de Pd | Força da base | Caso de utilização principal |
|---|---|---|---|---|
| Grau 7 | 0,12–0,251 TP3T Pd | Gama completa | CP-Ti (equivalente à classe 2) | Ácidos redutores, utilização em fendas, aplicações padrão |
| 11.º ano | 0,12–0,251 TP3T Pd | Gama completa | CP-Ti (base de grau 1 — O inferior) | Variante Pd da Classe 1; desempenho em termos de corrosão idêntico ao da Classe 7, resistência ligeiramente inferior |
| 16.º ano | 0,04–0,081 TP3T Pd | Com desconto | CP-Ti | Alternativa com custos otimizados ao Grau 7 em condições redutoras mais suaves |
| 12º ano | 0,3% Mo + 0,8% Ni | Nenhum | Superior ao 2.º ano | Corrosão intersticial em salmouras quentes; sem Pd (custo mais baixo, mecanismo diferente) |
7.º ano vs 11.º ano: Estas duas classes têm o mesmo intervalo de paládio e, por conseguinte, uma resistência à corrosão semelhante. A principal diferença reside no metal de base: a Classe 11 está à Classe 1 como a Classe 7 está à Classe 2 — ambas são variantes que contêm paládio, mas com níveis de oxigénio diferentes. A classe 11 utiliza uma base de classe 1 (menor teor de oxigénio, ~0,18% de O máximo, em comparação com os 0,25% de O máximo da classe 2), o que confere uma resistência intersticial ligeiramente inferior. A diferença prática no desempenho face à corrosão é mínima. Para a grande maioria das aplicações em serviços ácidos, o Grau 7 e o Grau 11 são intercambiáveis do ponto de vista da corrosão.
7.º ano vs 16.º ano: A classe 16 contém apenas 0,04–0,08% Pd — aproximadamente metade do limite inferior da classe 7. A sua resistência à corrosão em ácidos redutores é superior à da classe 2, mas não tão robusta como a da classe 7. O Grau 16 constitui uma medida de redução de custos para ambientes em que a margem de desempenho total do Grau 7 é superior ao necessário. Se os dados relativos à taxa de corrosão nas suas condições específicas indicarem que o Grau 16 se situa com segurança abaixo de 0,1 mm/ano, este pode proporcionar poupanças significativas em relação ao Grau 7.
7.º ano vs. 12.º ano: A classe 12 representa uma abordagem totalmente diferente — utiliza molibdénio e níquel em vez de paládio. A classe 12 apresenta uma resistência superior à da classe 2 (resistência à tração ≥ 483 MPa contra 345 MPa) e uma melhor resistência à corrosão em fendas em ambientes quentes de cloretos com pH neutro. No entanto, não iguala o desempenho do Grau 7 em serviços com ácidos redutores. Se a principal preocupação for a corrosão em fendas em salmouras quentes sem exposição significativa a ácidos, o Grau 12 pode ser a opção mais económica e oferece a vantagem da resistência. Para serviços em que haja presença efetiva de ácidos redutores, o Grau 7 é a escolha correta.
Perguntas mais frequentes
Qual é a diferença entre o titânio de grau 2 e o de grau 7?
A classe 7 corresponde à classe 2 com a adição de 0,12–0,251 TP3T de paládio. Ambas são titânio alfa comercialmente puro, com propriedades mecânicas, densidade e soldabilidade idênticas. A única diferença funcional reside na resistência à corrosão: O Grau 7 supera significativamente o Grau 2 na redução de ácidos (HCl, H₂SO₄, ácidos orgânicos) através de um mecanismo eletroquímico catalisado por paládio que permite ao metal autopassivar-se em ambientes onde o Grau 2 sofreria corrosão a taxas superiores a 10–50 mm/ano.
Qual é o tipo de titânio mais adequado para aplicações com ácido clorídrico?
Para aplicações com HCl, o Grau 7 é a recomendação padrão. À temperatura ambiente, o Grau 2 está limitado a aproximadamente 7% de HCl; o Grau 7 alarga esse limite para aproximadamente 27%. À temperatura de ebulição, o Grau 2 sofre corrosão a uma taxa superior a 10 mm/ano em 5% de HCl, enquanto o Grau 7 apresenta uma taxa de 0,18 mm/ano. Acima de 10% de HCl a temperaturas elevadas (190 °C), mesmo a proteção do Grau 7 diminui substancialmente — considere o Hastelloy C-276 ou ligas semelhantes para essas condições extremas.
O titânio de grau 7 justifica o custo mais elevado?
Depende inteiramente do ambiente de serviço. Em serviços com ácidos diluídos, o Grau 7 evita falhas catastróficas por corrosão que exigiriam a substituição do recipiente, tempo de inatividade do processo e potenciais incidentes de contaminação — a análise do custo do ciclo de vida favorece claramente o Grau 7. Em ambientes não ácidos ou oxidantes, o Grau 7 não oferece qualquer benefício adicional em termos de resistência à corrosão em relação ao Grau 2, e o custo adicional de 3 a 5 vezes superior representa um gasto desnecessário. Escolha o grau de acordo com as características químicas do ambiente de serviço, e não com base numa preferência geral por materiais “melhores”.
O titânio de grau 2 resiste ao ácido sulfúrico?
O Grau 2 sofre corrosão grave em ácido sulfúrico a temperaturas elevadas. Em H₂SO₄ a 5% em ebulição, o Grau 2 sofre uma corrosão de 48 mm/ano — tornando-o efetivamente inutilizável. À temperatura ambiente e em concentrações muito baixas (inferiores a aproximadamente 5%), as taxas de corrosão do Grau 2 são mais moderadas, mas a margem de erro é reduzida se as temperaturas de funcionamento ou as concentrações variarem. Para qualquer aplicação significativa com H₂SO₄, o Grau 7 é a especificação correta.
O paládio previne a corrosão em fendas no titânio?
Sim, em grande medida. A corrosão em fendas no titânio ocorre quando o fluido estagnado numa fenda fica sem espécies oxidantes, alterando a eletroquímica local para condições redutoras. O efeito de catálise catódica do paládio alarga a resistência à corrosão a essas condições localmente redutoras, razão pela qual o Grau 7 é preferido ao Grau 2 em aplicações com juntas, uniões entre tubos e placas de tubagem e flanges aparafusadas em serviço ácido.
Que tipo de titânio devo especificar para um permutador de calor de ácido redutor?
Especifique a classe 7 segundo a norma ASTM B338 (tubo sem costura ou soldado) para o feixe de tubos. Para o invólucro, o Grau 2, conforme a norma ASTM B265 (chapa), pode ser aceitável se o fluido do lado do invólucro não for um ácido redutor. Se tanto o lado do invólucro como o dos tubos transportarem ácido redutor, especifique o Grau 7 em todo o conjunto. Utilize metal de adição AWS ERTi-7 para quaisquer soldaduras no local.
Qual é a designação UNS para o titânio de grau 7?
O titânio de grau 7 é designado por UNS R52400. O de grau 2 é designado por UNS R50400.
O 7.º ano e o 11.º ano são equivalentes?
Para a maioria das aplicações em serviços ácidos, sim. Ambos contêm 0,12–0,25% Pd e apresentam uma resistência à corrosão semelhante. A classe 11 está à classe 1 como a classe 7 está à classe 2 — uma variante com paládio no mesmo nível de oxigénio de base. O menor teor de oxigénio intersticial da classe 11 significa que esta apresenta uma resistência ligeiramente inferior à da classe 7. Nos casos em que a classe 7 cumpre os requisitos mecânicos, é geralmente preferida devido à sua maior disponibilidade.
Resumo
O titânio de grau 7 e o de grau 2 são o mesmo material, com exceção de um elemento: o paládio. Essa adição tem um custo significativamente mais elevado, mas proporciona uma melhoria notável numa categoria específica de desempenho — a resistência aos ácidos redutores. Em HCl e H₂SO₄ a ferver, o grau 7 sofre corrosão a taxas 50 a 300 vezes inferiores às do grau 2. Em ambientes oxidantes, em serviços salinos e em condições alcalinas, os dois graus são idênticos, sendo o grau 2 a escolha óbvia.
O quadro de decisão é simples: identifique o principal agente corrosivo no seu fluxo de processo, consulte a taxa de corrosão desse ácido à sua temperatura e concentração de funcionamento e selecione o tipo de material cuja taxa seja inferior a 0,1 mm/ano, com uma margem adequada. Se a resposta for a Classe 2, não pague pela Classe 7. Se for a Classe 7, a análise económica do ciclo de vida justifica quase sempre o custo adicional em relação ao custo de uma avaria prematura do equipamento.
No caso de ambientes que se enquadram numa zona cinzenta — condições ácidas ligeiramente redutoras, composição química variável do serviço ou restrições orçamentais —, vale a pena avaliar o Grau 16 (Pd reduzido) e o Grau 12 (Mo-Ni) como alternativas de custo intermédio, antes de optar por utilizar exclusivamente o Grau 7 numa instalação de grande escala.
