Le piastre rivestite in acciaio al titanio combinano la resistenza strutturale dell'acciaio al carbonio con l'eccellente resistenza alla corrosione acido-alcalina del rivestimento in titanio, rendendole materiali chiave per recipienti a pressione, reattori e apparecchiature di scambio termico utilizzate nelle industrie petrolifere, del gas e chimiche. Tuttavia, i giunti saldati rimangono punti deboli ad alto rischio di guasto delle apparecchiature nei progetti pratici e sono oggetti di controllo critici per l'ispezione delle apparecchiature chimiche. La causa principale risiede nella scarsa compatibilità metallurgica della saldatura tra titanio e acciaio.
Durante la saldatura per fusione diretta ad alta temperatura, il titanio e l'acciaio subiscono intense reazioni metallurgiche e formano fragili composti intermetallici titanio-ferro. Queste fasi dure e fragili mancano di tenacità e sono soggette a fessurazioni. Soggette a fluttuazioni di pressione, differenza di temperatura alternata e erosione media in condizioni di lavoro con petrolio e gas, emergono facilmente microfessure, che portano ulteriormente alla delaminazione, perdite o addirittura alla rottura delle apparecchiature. Per questo motivo,è severamente vietata la saldatura per fusione diretta del titanio con l'acciaio.
L'affidabile soluzione industriale adotta una saldatura a strati con transizione di isolamento. Lo strato di base in acciaio al carbonio viene saldato per primo per garantire resistenza strutturale, seguito dal rivestimento in titanio. Speciali metalli di riempimento di transizione e strati di isolamento vengono applicati per bloccare l'interdiffusione di elementi metallici dissimili. Vengono imposti requisiti rigorosi sulla precisione della scanalatura, sulla pulizia degli interpassaggi e sull'apporto di calore. La rettifica imperfetta della scanalatura, i contaminanti residui tra gli strati o l'eccessivo apporto di calore indurranno microstrutture fragili.
I frequenti rischi di fabbricazione in loco derivano principalmente da deviazioni del processo: eccessiva molatura del rivestimento in titanio, selezione impropria dei metalli d'apporto di transizione e ossidazione dello strato di titanio causata da un'insufficiente purezza del gas di protezione. Piccoli difetti si propagheranno rapidamente in condizioni di servizio di petrolio e gas ad alta temperatura, alta pressione e corrosivi e provocheranno guasti alla corrosione dei giunti. Pertanto, un rigoroso controllo del processo di saldatura e una costruzione standardizzata in loco sono essenziali per un funzionamento stabile a lungo termine delle sostanze chimiche rivestite in acciaio al titanio. attrezzatura.
