¿Cuáles son las características de corrosión y las reglas de titanio?

La corrosión en el titanio es una forma de corrosión exclusiva de los metales pasivos. Como metal de alto rendimiento, el titanio exhibe una excelente resistencia a la corrosión de la picadura en comparación con las aleaciones de acero inoxidable o aluminio. Sin embargo, con el uso creciente de titanio en soluciones de cloruro concentradas a alta temperatura, los casos de corrosión de picadura en el equipo de titanio también han aumentado. Abordar este problema se ha convertido en una preocupación urgente para los fabricantes de equipos de titanio.

 

La corrosión de picaduras de titanio tiene las siguientes características y patrones:

Los experimentos de observación a largo plazo han demostrado que es menos probable que ocurra la corrosión de la picadura en el titanio que la corrosión de la grieta. Típicamente, la corrosión de la grieta aparece en forma de picaduras en la superficie de la grieta. Las técnicas electroquímicas se pueden utilizar para determinar el potencial de corrosión de la picadura de los metales, lo que ayuda a evaluar su susceptibilidad a la corrosión de la picadura. Cuando el potencial de corrosión de picaduras excede el potencial de ruptura de la película de óxido de superficie, se produce la corrosión de la picadura en la película de óxido. Las siguientes son condiciones comunes bajo las cuales puede tener lugar la corrosión de la picadura:

En soluciones de cloruro o bromuro, la susceptibilidad de titanio a la corrosión de picadura aumenta con la temperatura del aumento. El efecto del pH sobre la resistencia de titanio a la corrosión de la picadura es relativamente pequeño. Los datos experimentales indican que el potencial de ruptura del titanio en las soluciones de sulfato o fosfato es muy alta que hace 100 V, altamente resistente a la corrosión de la picadura. En contraste, el potencial de ruptura del titanio en las soluciones de cloruro es de aproximadamente 8-10 V, mientras que en las soluciones de bromuro o yoduro, puede ser tan bajo como 1V. Esto hace que el titanio sea más propenso a las picaduras en soluciones de haluro.

El alto contenido de hierro en el titanio reduce su resistencia a la corrosión de las picaduras. La fase de titanio-hierro (Ti-Fe) es a menudo el sitio de nucleación para la corrosión de picadura. Por ejemplo, en los ánodos de titanio recubiertos de óxido de rutenio utilizados en la industria de cloro-alcali, un contenido de hierro de alta impureza en el sustrato de titanio puede conducir a la corrosión de las picaduras, lo que a su vez daña el recubrimiento de óxido de rutenio.

El estado de pretratamiento de la superficie del titanio afecta significativamente su comportamiento de corrosión de picaduras. El titanio que se ha sometido a recocido o anodización de vacío exhibe el mayor potencial de corrosión de picadura y es el menos propenso a la corrosión. Por el contrario, el titanio pulido con papel de lija húmedo es el más susceptible a la corrosión de las picaduras. Además, en condiciones de pretratamiento de superficie idénticas, el titanio puro industrial de grado 3 (GR3) tiene el mayor potencial de corrosión de picadura y la susceptibilidad más baja a la corrosión de la picadura. Los datos experimentales sugieren que aumentar el contenido de oxígeno en el titanio puede elevar su potencial de corrosión de picaduras, mejorando así su resistencia a la corrosión de las picaduras.

Las superficies ásperas de titanio o las que se han frotado contra metales como zinc, hierro, aluminio, manganeso y cobre son más propensos a la corrosión de las picaduras. Por el contrario, ciertos aniones como sulfato, nitrato, cromato, fosfato y carbonato pueden mejorar la resistencia del titanio a la corrosión de la picadura.

La ocurrencia y la progresión de la corrosión de la picadura generalmente siguen tres etapas: nucleación, crecimiento y repasivación. La nucleación ocurre cuando el potencial del titanio excede el potencial de ruptura de su película de óxido. Con el tiempo, los pozos de corrosión (agujeros) comienzan a desarrollarse después de la nucleación. Sin embargo, dado que el área total del pozo de corrosión no es fija, las mediciones actuales no pueden servir como una medida cuantitativa directa del crecimiento del pozo. La repasivación puede inhibir la progresión de la corrosión de la picadura. En algunos casos, la corrosión de las picaduras puede permanecer en la segunda etapa sin avanzar a la tercera etapa, momento en el que el pozo de corrosión deja de desarrollar.