Titano 12 klasės UNS R53400 šilumokaičio vamzdis: ASTM B338 duomenų ir korozijos ribos

12 klasės titano, kaip šilumokaičio medžiagos, apžvalga

Titanium Grade 12 turi UNS žymėjimą R53400 ir vardinę sudėtį Ti-0.3Mo-0.8Ni. Jis gali būti traktuojamas kaip nelegiruotas titanas su nedideliais tyčiniais legiravimo priedais, o šių priedų poveikis yra būtent tai, dėl ko jis yra patrauklus šilumokaičių dizaineriams. Nikelis ir molibdenas kartu padidina stiprumą, viršijantį komerciškai grynas rūšis ir, dar svarbiau, padidina atsparumą korozijai į terpę, kuri per kelis mėnesius atakuotų 2 laipsnį.

12 klasė taip pat yra ekonomiškai-sąmoninga 7 klasės alternatyva. Paladžio priedai suteikia 7 laipsnio efektyvumą stipriai redukuojant rūgštis, tačiau paladis yra vienas brangiausių komercinio naudojimo metalų, o kainų skirtumas tarp dviejų rūšių yra didelis. Šilumokaičiams, tvarkantiems karštus chlorido sūrymus arba proceso srautus, kurie keičiasi oksiduojančiomis ir redukuojančiomis sąlygomis, 12 klasė suteikia daugiausia naudos už nedidelę medžiagų sąnaudų dalį.

Standartinė tiekimo sąlyga yra atkaitinta. Mikrostruktūra yra beveik -alfa, lygiašė arba smailioji alfa su nedidele beta frakcija, todėl lydinys išlaiko gerą suvirinamumą ir atsparumą korozijai.

Chemijos ir tempimo reikalavimai

Šilumokaičio vamzdis užsakomas pagal ASTM B338 ir ASME SB-338 kodo konstrukcijai. Mechaniniai reikalavimai yra gerai apibrėžti ir stabilūs visose gaminių formose.

Nieko šioje lentelėje nėra sunku pasiekti, o lydinys paprastai tiekiamas patogiai bet kokioje riboje. Įtraukimo į sąrašą esmė ta, kad pakeitus 2 laipsnio medžiagą, būtų tenkinamos tempimo grindys, o ne nikelio ir molibdeno reikalavimai, todėl cheminis patikrinimas, o ne mechaninis bandymas yra patikrinimas, kuriuo sugaunamos klaidingai pažymėtos žuvys.

Korozinis elgesys chloriduose ir redukuojančiose terpėse

Inžinerinė priežastis mokėti už 12 klasę yra atsparumas plyšių korozijai. Po vamzdžių-su -vamzdžių lakštų jungtimis, tarpiklių sąlyčio vietose ir po nuosėdomis deguonis negali papildyti pasyvios plėvelės ir chloridų koncentrato. 2 laipsnio gedimas šiose vietose karštame sūryme gerokai žemesnėje nei temperatūra, kuriai esant bendra korozija kelia susirūpinimą, gedimas yra lokalizuotas ir greitas. 12 laipsnio molibdeno ir nikelio priedai žymiai padidina temperatūros ir chlorido koncentracijos diapazoną, per kurį metalas išlieka pasyvus.

Lydinio ribos nusipelno vienodo dėmesio. Geriausiai veikia terpėse, kurios silpnai redukuoja arba juda tarp oksiduojančios ir redukuojančios sąlygos. Kai pH nukrenta žemiau 3, pasyvioji plėvelė yra nuolat atakuojama, o veikimas blogėja; stipriai redukuojančios rūgštys, kurių koncentracija yra reikšminga, yra 7 ar aukštesnės klasės -lydinio medžiaga. Temperatūra viską pagreitina, todėl 12 laipsnio šilumokaitis, skirtas karšto sūrymo paslaugai esant vienai koncentracijai, gali būti netinkamas esant didesnei.

Kai abi sąlygos susiduria - karštas chloridas iš vienos pusės, praskiesta rūgštis kitoje -, projekto peržiūra turėtų būti pagrįsta blogiausia vietine metalo paviršiaus būkle, o ne masės srauto chemija, nes plyšių ir nuosėdų cheminė sudėtis gali labai skirtis nuo masės.

Produkto formos ir specifikacijos kryž{0}}nuoroda

Šilumokaičio vamzdis paprastai tiekiamas atkaitintas, su besiūle arba suvirinta ir visiškai atkaitinta konstrukcija, priklausomai nuo skersmens ir sienelės storio. Suvirintas vamzdis yra priimtinas labai įvairiems šilumokaičio darbams, jei suvirinimas yra visiškai atkaitintas ir išbandytas sūkurinės srovės poveikiu, todėl ASTM B338 žymėjimas apima abu maršrutus viename dokumente.

Leistinas įtempis ir projektinė temperatūra

Kai koduotame šilumokaityje naudojamas 12 laipsnio vamzdelis, dizainas atitinka ASME BPVC VIII skyriaus 1 skyrių ir leistinas SB-265 12 laipsnio plokštelės ir SB-338 12 laipsnio vamzdžio įtempių vertes, paskelbtas ASME BPVC II skyriaus D dalyje. Šios vertės yra lygios žemiau apie 100 C, o tada nuolat mažėja, kai temperatūra svyruoja. Atvykę iš nerūdijančio plieno dažnai stebisi, kaip greitai sumažėja leistinas titano įtempis ir kaip žemos leistinos projektinės temperatūros lubos, palyginti su austenitinėmis nerūdijančio plieno rūšimis.

Iš to seka dvi praktinės pasekmės. Pirma, vamzdžio lakšto ir korpuso projektinė temperatūra dažniausiai lemia pasirinkimą tarp 12 klasės ir aukštesnės klasės lydinio, dažniau nei vertinant koroziją. Antra, šiluminė konstrukcija neturėtų prisiimti didelio metalo šilumos laidumo; 12 klasė praleidžia šilumą maždaug 21 W/mK, artima austenitiniam nerūdijančiam plienui – maždaug 16 W/mK ir tik maždaug aštuonioliktoji vario – maždaug 400 W/mK, todėl sienelės temperatūrą ir vietinį šilumos srautą kondensuojant ar virinant reikia tinkamai apskaičiuoti.

Patikrinimas gavus turėtų patvirtinti šilumos skaičių pagal malūno sertifikatą, patikrinti nikelio ir molibdeno kiekį, įsitikinti, kad vandenilio kiekis yra 0,015 procento arba mažesnis, ir patikrinti, ar sūkurinės srovės bandymas buvo atliktas gatavame vamzdyje, o ne juostelėje prieš formuojant.

Dažnai užduodami klausimai

Q:Koks yra 12 klasės titano UNS numeris ir sudėtis?
A: UNS R53400, kurio vardinė sudėtis yra Ti-0,3Mo-0,8Ni. Standartas leidžia 0,2–0,4 procento molibdeno ir 0,6–0,9 procento nikelio, o likusi dalis yra titano.

Q:Kokios yra minimalios 12 klasės šilumokaičio vamzdžio tempimo savybės?
A: ASTM B338 reikalauja, kad minimalus tempiamasis stipris būtų 483 MPa, minimalus 0,2 procento poslinkis takumo riba – 345 MPa ir minimalus 18 procentų pailgėjimas 2 colių ilgio ilgiu.

Q:Kada reikėtų rinktis 7 klasę, o ne 12 klasę?
A: Kai proceso srautas stipriai redukuoja arba nuolat rūgštus. 7 klasė turi paladžio ir tokiomis sąlygomis veikia geriau. 12 klasė yra ekonomiškas pasirinkimas karštiems chlorido sūrymams ir terpėms, kurios pakaitomis oksiduojasi ir redukuoja.

Q:Ar 12 klasė yra atspari plyšių korozijai jūros vandenyje?
A: Jis yra žymiai geresnis nei 2 laipsnis karštoje chlorido aplinkoje, o tai yra pagrindinė priežastis, kodėl jis naudojamas vamzdžių -su{2}}vamzdžių lakštų jungtyse ir po nuosėdomis. Veikimas vis tiek priklauso nuo temperatūros ir chlorido koncentracijos, o lydinys nėra skirtas nebuferinėms stipriai rūgštinėms sąlygoms.

Q:Kuriame ASME dokumente pateikiamos leistinos įtempių reikšmės 12 klasei?
A: ASME BPVC II skyriaus D dalis, skirta SB-265 12 laipsnio plokštelei ir SB-338 12 laipsnio vamzdžiui. Tada konstrukcijos taisyklės paimtos iš ASME BPVC VIII skyriaus 1 skyriaus slėginiams indams.

Q:Koks yra 12 klasės šilumos laidumas ir kaip jis lyginamas su plienu?
A: Apie 21 W/mK, o tai yra šiek tiek didesnis nei austenitinis nerūdijantis plienas, kai maždaug 16 W/mK, bet gerokai mažesnis už varį, esant maždaug 400 W/mK, todėl titanas nėra didelio{7}}laidumo medžiaga, todėl šilumokaičio paviršiaus plotas turi būti apskaičiuojamas, o ne pagal esamą plieno konstrukciją.