Crevice and under deposit corrosion resistance of titanium alloys in highly aggressive environments

Abstract

The outstanding resistance of titanium to corrosion in a wide range of aggressive conditions has been confirmed by successful applications in the chemical and process industry, (CPI), over many years. Crevice and underdeposit corrosion threshold temperatures frequently set the limits for wider application. Research to extend the capabilities of titanium and its alloys in extremes of temperature, stress and corrosion has pursued two objectives: 1. To reduce the cost of enhanced crevice corrosion resistance using palladium. 2. To provide higher strength alloys with improved crevice corrosion resistance. The first section of this paper details the range of enhanced corrosion resistance alloys containing nominally 0.05 % palladium, (ASTM Grades 16 and 17); and the measures taken to confirm that the homogeneity of composition is achieved in standard 4500 kilo ingots, now being melted for production of a full range of mill products. The second section covers the assessment and modification of alloys and the development of new alloys for specific performance goals under high stress in hostile environments. Applications are described in the offshore oil and gas extraction, desalination plant and equipment and flue gas desulphurisation plant. Reference is made to the challenges presented by emerging technologies for the safe disposal by wet oxidation of toxic substances and process effluents. Spaltkorrosionswiderstand von Titanlegierungen in stark aggressiven Umgebungen Der hervorragende Korrosionswiderstand von Titan in einem weiten Bereich von aggressiven Bedingungen wurde durch den erfolgreichen Einsatz uber viele Jahre in der Chemischen Prozesindustrie (CPI) bestatigt. Temperaturgrenzwerte fur Spaltkorrosion und Korrosion unter Ablagerungen setzen haufig die Grenzen fur weitere Anwendungen. Die Forschung zur Erweiterung der Fahigkeiten von Titan und seinen Legierungen bei extremen Temperaturen, Spannungen und Korrosionsbedingungen verfolgt zwei Ziele: 1. durch Verwendung von Palladium die Kosten eines verbesserten Spaltkorrosionswiderstandes zu reduzieren sowie 2. hoherfeste Legierungen mit verbessertem Spaltkorrosionswiderstand zur Verfugung zu stellen. Der erste Teil dieser Arbeit behandelt das Feld der Legierungen mit erhohtem Korrosionswiderstand, die nominell 0,05 % Palladium enthalten (ASTM Grade 16 und 17), und die durchgefuhrten Masnahmen zur Bestatigung, das die Homogenitat der Zusammensetzung in 4500 kg-Blocken, die zur Herstellung einer ganzen Palette von Walzprodukten erschmolzen werden, erreicht wird. Der zweite Teil behandelt die Beurteilung und Modifikation der Legierungen sowie die Entwicklung neuer Legierungen fur spezielle Anwendungsbereiche unter hohen Spannungen in aggressiven Umgebungen. Einsatzfalle im Offshorebereich, in Entsalzungsanlagen sowie in Rauchgasentschwefelungsanlagen werden beschrieben. Es wird auserdem auf die Herausforderungen im Bereich der sicheren Entsorgung durch Nasoxidation von toxischen Substanzen und Prozesabwassern eingegangen.