Met titanium-staal beklede platen combineren de structurele sterkte van koolstofstaal met de uitstekende zuur-alkali-corrosieweerstand van titaniumbekleding, waardoor ze belangrijke materialen zijn voor drukvaten, reactoren en warmtewisselaarapparatuur die wordt gebruikt in de olie-, gas- en chemische industrie. Niettemin blijven lasverbindingen risicovolle zwakke punten voor apparatuurstoringen in praktische projecten en zijn ze kritische controleobjecten voor de inspectie van chemische apparatuur. De hoofdoorzaak ligt in de slechte metallurgische compatibiliteit tussen titanium en staal.
Tijdens direct smeltlassen bij hoge temperatuur ondergaan titanium en staal intense metallurgische reacties en vormen broze titanium-ijzer intermetallische verbindingen. Deze harde, brosse fasen missen taaiheid en zijn gevoelig voor scheuren. Onderworpen aan drukschommelingen, wisselend temperatuurverschil en gemiddelde erosie onder olie-gas werkomstandigheden, ontstaan gemakkelijk microscheuren, wat verder leidt tot delaminatie, lekkage of zelfs scheuren in de apparatuur. Om deze reden,direct smeltlassen van titanium aan staal is ten strengste verboden.
De betrouwbare industriële oplossing maakt gebruik van gelaagd lassen met isolatie-overgang. De basislaag van koolstofstaal wordt eerst gelast voor structurele sterkte, gevolgd door de titaniumbekleding. Speciale overgangsvulmetalen en isolatielagen worden aangebracht om de onderlinge diffusie van ongelijksoortige metalen elementen te blokkeren. Er worden strenge eisen gesteld aan de precisie van de groeven, reiniging tussen de passages en warmte-inbreng. Onvolkomen groefslijpen, resterende verontreinigingen tussen de lagen of overmatige warmte-inbreng zullen broze microstructuren veroorzaken.
Frequente fabricagerisico's ter plaatse komen meestal voort uit procesafwijkingen: overmatig slijpen van titaniumbekleding, onjuiste selectie van overgangsvulmetalen en oxidatie van de titaniumlaag veroorzaakt door onvoldoende zuiverheid van het beschermgas. Kleine defecten zullen zich snel voortplanten onder hoge temperatuur, hoge druk en corrosieve olie-gasbedrijfsomstandigheden en resulteren in het falen van verbindingscorrosie. Daarom zijn rigoureuze lasprocescontrole en gestandaardiseerde constructie ter plaatse essentieel voor een stabiele werking van titaniumstaal op de lange termijn. chemische apparatuur met beklede platen.
