Pertinence

Parmi les autres secteurs de l'économie, l'un des plus grands consommateurs de titane est la chimie industrielle. En termes de volumes de consommation d'alliages de titane, elle partage la première place avec l'industrie aérospatiale. Il n'est pas nouveau que l'une des principales préoccupations de la production chimique est la protection contre la corrosion. Avec les progrès technologiques et l'augmentation continue de la productivité, les coûts de la protection contre la corrosion et du remplacement des équipements en cas de panne augmentent également. Aujourd'hui, la solution la plus efficace à ces problèmes est l'utilisation de nouveaux matériaux résistants à la corrosion.

Avantages des alliages de titane

Les alliages de titane remplacent efficacement les matériaux alternatifs tels que
1. Les alliages de nickel (Halstelloy "B" et "C") ;
2. Les aciers fortement alliés tels que le X23H28MDZT ;
3. les aciers inoxydables tels que le X18H10T
4. Métaux rares et précieux ;
5. Métaux non ferreux (tantale, platine, étain, niobium, cuivre) ;
6. Les matières plastiques.

Une analyse comparative des métaux et alliages utilisés dans les équipements chimiques modernes a montré que les alliages de titane permettent la plus grande réduction des coûts d'exploitation et augmentent la fiabilité du fonctionnement. Les conceptions peuvent être simplifiées et améliorées. Les travaux de revêtement coûteux et à forte intensité de main-d'œuvre ont été éliminés. Le seul inconvénient est l'investissement massif en capital nécessaire à l'installation de l'équipement en titane.

La première utilisation d'équipements en titane a montré qu'il s'agissait d'un matériau de construction précieux pour les équipements de base de l'industrie chimique et pétrochimique. En 1954, Titanium Metals Corporation of America a été la première entreprise à utiliser le titane pour le revêtement d'un mélangeur fonctionnant dans une atmosphère de dioxyde de chlore, qui provoquait une corrosion rapide. Les équipements en titane sont produits dans de nombreux pays, tels que la Bulgarie, la France, l'Allemagne, l'Italie, le Japon, la Roumanie, le Royaume-Uni, les États-Unis, etc.

Utilisation

Il existe un certain nombre d'industries où l'utilisation du titane est presque sans alternative. Il s'agit des industries suivantes

1. le chlore, le dioxyde de chlore et l'acide chlorique ;
2. le caustique ;
3. le potassium, les chlorures de potassium et les chlorates ;
4. Le sodium ;
5. Magnésium ;
6. Manganèse ;
7. Perchlorate d'ammonium ;
8. Hypochlorite de calcium ;
9. Trichloroacétate ;
10. Herbicides 2,4-D ;
11. chlorure de chaux
12. chloroxyde de cuivre ;
13. Chlorure d'ammonium ; 13 ;
14. Carnallite ;
15. Soude ;
16. Sel de Bertolite ;
17. Sel de Glauber ;
18. Urée ;
19. Acides nitrique et sulfurique ;
20. Acide polychloracétique ; 20 ;
21. éthylbenzène ;
22. Isopropylbenzène ;
23. Verre organique ;
24. Chlorure de nitrosyle et mélamine ;
25. 2-3-dichloronaphtaphone, 1,4-paraoxydiphy mélamine ;
26. Paranythroiniline, néozone D, isatine, chromolan ;
27. Agents de blanchiment optique, polyéthylène et acétaldéhyde ;
28. Caoutchoucs synthétiques (chloronrepe, isoprepe) ;
29. Thiokol liquide, fibre de viscose, caprolactame ;
30. Acétate de vinyle ;
31. Résine époxy ; 31 ;
32. Produits pharmaceutiques tels que : (acide gallique, teinture d'iode, extraits de thym, digolène, poivre d'eau, tanin, élixir mammaire, solutions injectables).

Résistance chimique

À ce jour, il existe plus de 600 produits industriels dans lesquels la résistance chimique du titane a été bien étudiée. Malgré cela, les tests de corrosion sont effectués à l'aide de nouvelles technologies, car les compositions dans l'industrie chimique sont généralement multi-composants. Par conséquent, même des ajouts mineurs d'une substance peuvent modifier fondamentalement le comportement du titane face à la corrosion. Les solutions d'acides minéraux et les additifs oxydants inhibent le comportement du titane face à la corrosion. Il a été prouvé à de nombreuses reprises que les pièces en titane ne se corrodent pas pendant huit ans dans des environnements contenant jusqu'à 200 g/l d'acide sulfurique où des sels de cuivre, de nickel et de fer sont présents à une température d'environ 80°C. Voici un exemple : une pompe en titane peut fonctionner dans une usine en pompant 20 % d'acide sulfurique à des températures allant jusqu'à 90 °C, et ne "mangera" que 5 mm de corrosion en un an. Des pompes similaires en production fonctionnent assez longtemps dans des solutions contenant 5 à 15 % d'acide chlorhydrique et un mélange de chlorure de fer et de magnésium.

Le titane est très résistant à la corrosion dans le chlore humide et les dérivés du chlore qui peuvent provoquer une corrosion ulcéreuse et une fissuration par corrosion, ainsi que dans les composés organiques contenant de l'oxygène, du chlore et dans la plupart des solutions de chlorure. C'est pourquoi le titane est si largement utilisé dans l'industrie chimique pour fabriquer des équipements. Cependant, il y a eu quelques cas anormaux où, dans la pratique, le titane a succombé à la corrosion dans le chlore et les solutions de chlorure. La corrosion se produit souvent là où il y a des fissures, des trous et des crevasses, très souvent là où le collecteur et l'électrolyseur sont connectés. Afin d'éviter de tels désagréments, l'équipement doit être construit intelligemment pour réduire au minimum le risque de corrosion.

En contact avec d'autres métaux

Le titane devient une cathode et, dans un environnement agressif, il augmente la corrosion des autres métaux en contact avec lui. En voici un exemple. Acier inoxydable Cr18Ni10T ou Cr17GSM2T plus laiton ou bronze. Souvent, cette corrosion est de nature ulcéreuse et son développement dépend de la zone de contact.

Grades de titane

La nuance d'alliage la plus couramment utilisée dans le commerce est le BT1-0, qui présente la meilleure résistance à la corrosion à des températures de fonctionnement allant jusqu'à 350 °C. L'alliage AT-3, développé à IMET AS USSR par I. I. Kornilov et ses collaborateurs, est également très utilisé. Dans la plupart des cas, cet alliage présente une meilleure résistance à la corrosion que les autres alliages (y compris le BT1-0). Il possède également de meilleures propriétés antifriction. Il est souvent recommandé pour une utilisation dans des environnements acides tels que formique, sulfurique, chlorhydrique, phosphorique, même au point d'ébullition. L'alliage présente également une résistance à la corrosion dans les environnements dits réducteurs qui ont une réaction alcaline. Il s'est avéré prometteur comme substitut aux alliages à base de nickel, de platine et d'or. Après étude des propriétés des alliages tels que 4200 et 4201 et leurs essais industriels, ils sont recommandés pour la production de tétrachlorures et d'acides aminés.

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