Γιατί αυτό έχει σημασία

Οι σωλήνες και τα εξαρτήματα τιτανίου κυριαρχούν στους θαλάσσιους εναλλάκτες θερμότητας, στις σωληνώσεις έρματος, στη χειρισμό υποχλωριώδους και σε πολλές χημικές υπηρεσίες πλούσιες σε χλωρίδια, επειδή το τιτάνιο είναι ουσιαστικά απρόσβλητο από τη διάβρωση λόγω χλωριούχων και τη ρηγμάτωση λόγω τάσης. Οι δύο βαθμοί που αντιστοιχούν στο μεγαλύτερο μέρος του εμπορικού όγκου σωλήνων είναι ο Βαθμός 2 (εμπορικά καθαρό τιτάνιο) και ο Βαθμός 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni). Καλύπτονται συνήθως από τα ASTM B338 / B363 (σωλήνας και εξαρτήματα) και τα ASME SB-338 / SB-363, και αναγνωρίζονται στο ASME B31.3 για σχεδιασμό σωληνώσεων υπό πίεση.

Βασικά τεχνικά γεγονότα

Το τιτάνιο Βαθμού 2 (UNS R50400) είναι μη κραματοποιημένο τιτάνιο με ελεγχόμενη περιεκτικότητα σε σίδηρο και οξυγόνο για μέτρια αντοχή. Προσφέρει εξαιρετική αντοχή σε οξειδωτικά και ήπια αναγωγικά περιβάλλοντα και είναι το βασικό υλικό για θαλάσσια υπηρεσία. Είναι ουσιαστικά απρόσβλητο από ρηγμάτωση λόγω τάσης στο θαλασσινό νερό και αντιστέκεται στη διάβρωση λόγω χλωριούχων σε θερμά διαλύματα.

Το τιτάνιο Βαθμού 12 (UNS R53400, Ti-0.3Mo-0.8Ni) είναι ένα σχεδόν άλφα κράμα σχεδιασμένο να επεκτείνει το φάσμα διάβρωσης του τιτανίου σε ήπια αναγωγικά οξέα και σε υπηρεσία χλωριούχων σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Συνήθως διατηρεί επαρκή αντοχή σε υψηλότερες θερμοκρασίες από τον Βαθμό 2.

Βασικές σχεδιαστικές σημειώσεις:

Το ASME B31.3 αναφέρει επιτρεπόμενες τάσεις και για τους δύο βαθμούς· το πάχος τοιχώματος σχεδιασμού είναι συνήθως ένα κλάσμα ενός ισοδύναμου ανθρακούχου χάλυβα λόγω του περιθωρίου διάβρωσης του τιτανίου.
Και οι δύο βαθμοί είναι απρόσβλητοι από ρηγμάτωση λόγω τάσης χλωριούχων σε κανονικό θαλασσινό νερό.
Γαλβανική συμβατότητα: το τιτάνιο είναι ευγενές· συνδέστε με κατάλληλα υλικά ή χρησιμοποιήστε μόνωση.

Πίνακας απόφασης

Υπηρεσία	Βαθμός 2	Βαθμός 12
Κρύο θαλασσινό νερό, έρμα	Εξαιρετική	Εξαιρετική (premium)
Θερμό θαλασσινό νερό άνω των 100°C	Αποδεκτή	Καλύτερη
Ήπια αναγωγικά οξέα (αραιό HCl, H2SO4)	Περιορισμένη	Καλύτερη
Υποχλωριώδες, υγρό χλώριο	Εξαιρετική	Εξαιρετική
Σωληνώσεις διεργασιών με μικτά χλωρίδια και οξύ	Περιορισμένη	Συνιστάται
Κόστος / διαθεσιμότητα	Χαμηλότερο	Υψηλότερο

Για συγκολλητά εξαρτήματα σωλήνων χωρίς ραφή από τιτάνιο, η προετοιμασία επιφάνειας και ο έλεγχος μόλυνσης είναι κρίσιμα: η μόλυνση από σίδηρο, ακόμη και από τροχούς λείανσης, μπορεί να προκαλέσει τοπική διάβρωση.

Συνήθη λάθη προμηθειών

Χρήση τιτανίου με θερμό ξηρό χλώριο. Το τιτάνιο μπορεί να αναφλεγεί σε ξηρό χλώριο χωρίς επαρκή περιεκτικότητα σε νερό· ελέγξτε το όριο υγρασίας.
Διασταυρούμενη μόλυνση του τιτανίου με σίδηρο ή σωματίδια χάλυβα κατά την κατασκευή. Χρησιμοποιήστε αποκλειστικά εργαλεία, βούρτσες και τροχούς λείανσης.
Υδροστατική δοκιμή με νερό πλούσιο σε χλωρίδια χωρίς προφύλαξη. Η τυπική πρακτική περιορίζει την περιεκτικότητα σε χλωρίδια κατά τη διάρκεια υδροδοκιμής σωληνώσεων τιτανίου· συμβουλευτείτε την προδιαγραφή του έργου.
Ανάμειξη εξαρτημάτων Βαθμού 2 και Βαθμού 12 στην ίδια γραμμή. Η μηχανική και η μεταλλουργία συγκόλλησης διαφέρουν· επισημάνετε σαφώς κάθε στοιχείο.
Παράλειψη προσδιορισμού της κατάστασης θερμικής επεξεργασίας/ανόπτησης. Το ψυχρής κατεργασίας τιτάνιο έχει διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες από το ανόπτησης.

Λίστα ελέγχου αγοραστή

Επιβεβαιώστε UNS R50400 (Βαθμός 2) ή R53400 (Βαθμός 12) σε κάθε MTC.
Προσδιορίστε συγκολλητά εξαρτήματα ASTM B363 διαστασιολογημένα σύμφωνα με ASME B16.9.
Διασταυρώστε τα αντίστοιχα χαλύβδινα σωλήνα χωρίς ραφή (ASTM B338) και σφυρήλατες φλάντζες (σφυρηλάτηση ASTM B381).
Απαιτήστε αποκλειστικές εγκαταστάσεις κατασκευής και επιθεώρησης ελεγχόμενες για μόλυνση.
Επιβεβαιώστε την πιστοποίηση διαδικασίας συγκόλλησης με προστατευτικό αέριο αργού.
Στείλτε το ερώτημά σας για σωληνώσεις τιτανίου μέσω της σελίδας ερωτημάτων με δεδομένα χλωρίου, θερμοκρασίας και pH.

Πηγές

https://corrosionmaterials.com/alloys/titanium-grade-2/
http://www.metalspiping.com/titanium-grade-12-ti-0-3mo-0-8ni.html
http://www.metalspiping.com/corrosion-resistance-of-titanium-to-water-seawater.html