ASME B{0}} تیتانیوم Gr12 بدون درز نازک-لوله دیواری: خواص و کاربردها

آشنایی با ASME B861 و تیتانیوم درجه 12

ASME B861 معادل ASME ASTM B861 است و لوله های بدون درز تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم- را پوشش می دهد که برای سرویس تحت فشار در نظر گرفته شده است. گرید 12 که Ti{8}}0.3Mo-0.8Ni (UNS R53400) نیز نامیده می‌شود، آلیاژی تقریباً آلفا است که اسماً 0.3٪ مولیبدن و 0.8٪ نیکل دارد. این دو افزودنی رفتار خوردگی تیتانیوم خالص تجاری را تغییر می‌دهند: آنها خوردگی شکاف را در کلرید داغ و محیط‌های کاهش‌دهنده سرکوب می‌کنند و استحکام را در دمای بالا افزایش می‌دهند، در حالی که جوش‌پذیری و شکل‌پذیری را حفظ می‌کنند که تیتانیوم CP به آن معروف است. بنابراین، درجه 12 مشخصات پیش‌فرض برای لوله‌های مبدل حرارتی و کندانسور تیتانیوم در خدمات فرآیند تهاجمی است، و ASME B{15}} شکل لوله بدون درز از همان خانواده مواد را ارائه می‌کند که ASTM B338 به عنوان لوله برای کندانسورها و مبدل‌های حرارتی پوشش می‌دهد.

ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی

به ازای ASTM B861 / ASME B861، درجه 12 باید دارای محدودیت‌های ترکیب زیر باشد (تیتانیوم متعادل): مولیبدن 0.2-0.4%, نیکل 0.6-0.9%, آهن کمتر یا مساوی 0.30% Lebon%، برابر با 2% Lebon یا 5% به 0.08٪، نیتروژن کمتر یا مساوی 0.03٪، هیدروژن کمتر یا مساوی 0.015٪. حداقل خواص مکانیکی مربوطه برای لوله های آنیل شده استحکام کششی نهایی 483 مگاپاسکال، استحکام تسلیم 345 مگاپاسکال (0.2٪ افست) و 18٪ ازدیاد طول در 50 میلی متر است. این ارقام بین گریدهای CP و آلیاژهای آلفا-بتا قرار می‌گیرند، که دقیقاً همان جایگاهی است که درجه 12 اشغال می‌کند: قوی‌تر و مقاوم‌تر در برابر شکاف از درجه 2، اما شکل‌دهی و جوش‌کاری بسیار آسان‌تر از درجه 5 است.

مقاومت در برابر خوردگی در خدمات فرآیند

درجه 12 برای غلبه بر دو ضعف کلاسیک CP{1}}تیتانیوم ایجاد شد: خوردگی شکاف در آب نمک های کلرید گرم و غلیظ، و حمله با کاهش اسیدها. افزودن مولیبدن{3}}نیکل، لایه غیرفعال را تثبیت می‌کند، به طوری که از خوردگی شکاف در دماهایی که درجه 2 مورد حمله قرار می‌گیرد، جلوگیری می‌شود یا به تأخیر می‌افتد، و آلیاژ اسیدهای احیاکننده رقیق، کلر مرطوب، آب خنک‌کننده شور و آب دریا را در دمای بالا تحمل می‌کند. در عمل، این بدان معناست که اواپراتورهای نمک‌زدایی، خنک‌کننده‌های شیمیایی-، مدارهای آب دریا و بخاری‌های آب‌نمک می‌توانند از لوله‌های-دیواره نازک درجه 12 با اطمینان استفاده کنند، اغلب در ضخامت دیواره‌های 0.5-1.2 میلی‌متر، جایی که میزان خوردگی فلزات نجیب کمتر به بخش‌های بسیار سنگین‌تری نیاز دارد.

ساخت لوله دیواری نازک{0} بدون درز

لوله نازک{0}}تیتانیومی بدون درز با اکستروژن گرم یا سوراخ کردن چرخشی و به دنبال آن سوراخکاری سرد و کشش سرد تا اندازه نهایی تولید می شود. سپس لوله سرد-کار شده در کوره خلاء یا خنثی{3}}اتمسفر بازپخت می‌شود تا شکل‌پذیری بازیابی شود و ساختار دانه‌ها تبلور مجدد شود، و در نهایت ترشی یا روشن{4}}بازپخت می‌شود تا لایه آلفا-اکسید کیس تشکیل شده در حین کار داغ حذف شود. لوله نازک-دیواره (ضخامت دیواره معمولاً 0.5-3.0 میلی‌متر، با OD از حدود 3 میلی‌متر تا 101.6 میلی‌متر و بیشتر) نیاز به کنترل دقیق برجستگی دیوار، بیضی‌بودن و پرداخت سطحی دارد، به همین دلیل است که تأمین‌کنندگان معتبر آسیاب‌های پیلگر، نیمکت‌های یکپارچه یا خطوط یکپارچه‌شده را با یک جریان فوق‌صور ترکیب می‌کنند.

محدوده ابعادی و تلورانس ها

ASME B{0}} قطر خارجی، ضخامت دیوار و تحمل طول را تعریف می‌کند که با دیواره‌های نازک‌تر و قطرهای کوچک‌تر سفت می‌شود. لوله استاندارد بدون درز از تقریباً 3 میلی‌متر OD به بالا، با درجه‌بندی دیواره نازک تا 0.5 میلی‌متر در دسترس است. لوله مبدل حرارتی معمولاً در OD 6.35{9}}50.8 میلی متر با دیواره های 0.6-2.0 میلی متر سفارش داده می شود. انتها به صورت ساده، اریب یا رزوه ای عرضه می شوند و طول ها به صورت تصادفی تکی، تصادفی دوتایی، ثابت یا برش به طول می باشند. خریداران باید OD، دیوار، طول، وضعیت (بازپخت)، سطح (ترشی، بازپخت روشن یا صیقل‌شده) و استاندارد حاکم را با هم مشخص کنند، برای مثال: لوله بدون درز 19.05 میلی‌متر OD x 1.24 میلی‌متر دیوار x 6 متر، آنیل شده و ترشی شده، تا ASME B{15}} درجه 12.

برنامه های کاربردی

لوله جدار نازک درجه 12 هر جا که سیالات داغ و خورنده با بخش های فلزی نازک برخورد کنند استفاده می شود: مبدل های حرارتی پوسته{{2} و-و کندانسورهای حرارتی لوله در کارخانه های شیمیایی، بخاری های آب نمک و اواپراتورها در نمک زدایی، خنک کننده های آب دریا و سیستم های خنک کننده آب دریا {4}طراحی و سیستم های آب خنک کننده خارج از ساحل، کویل های گرمایش در خطوط آبکاری و ترشی. این آلیاژ همچنین برای خطوط هیدرولیک و ابزار دقیق با فشار بالا انتخاب می‌شود که در آن استحکام بالاتر از درجه‌های CP بدون از دست دادن قابلیت خمش مورد نیاز است.

تست و صدور گواهینامه

لوله بدون درز ASME B861 برای ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی، به‌علاوه آزمایش هیدرواستاتیک (یا پنوماتیک در صورت توافق)، بررسی جریان گردابی و/یا اولتراسونیک، و آزمایش‌های مکانیکی از جمله آزمایش‌های مسطح، شعله‌ور شدن و خمش در صورت امکان، آزمایش می‌شود. شرایط سطح برای عاری بودن از ترک ها و عیوب مضر تأیید می شود و هر طول با استاندارد، درجه، OD، دیوار، طول و شماره حرارت مشخص شده است. اسناد تحویل از رویه EN 10204 نوع 3.1 پیروی می‌کند، با گواهی‌های آزمایش مواد که شیمی کامل، نتایج کششی و قابلیت ردیابی گرما را گزارش می‌کند، و بازرسی شخص ثالث در صورت نیاز پروژه در دسترس است.

سوالات متداول

تفاوت بین ASME B861 و ASTM B861 چیست؟

آنها همان لوله تیتانیوم بدون درز را پوشش می دهند. ASME B861 نسخه کد ASME است که برای ساخت کشتی‌های تحت فشار و لوله‌کشی تحت کد ASME بویلر و مخزن تحت فشار ارجاع شده است. ASTM B{3}} سند پایه یکسانی است که برای تدارکات عمومی استفاده می شود.

چرا درجه 12 را به جای درجه 2 برای لوله های مبدل حرارتی{2}} انتخاب کنید؟

درجه 12 مولیبدن و نیکل را اضافه می کند که خوردگی شکاف را در کلریدهای داغ سرکوب می کند و مقاومت در برابر اسیدهای کاهنده را بهبود می بخشد. جایی که درجه 2 ایمن است، انتخاب اقتصادی باقی می ماند. در جایی که خوردگی شکاف یا دمای بالاتر از حدود 80 درجه در آب نمک مورد انتظار است، درجه 12 مشخصات ایمن تر است.

آیا تیتانیوم درجه 12 قابل جوش است؟

بله. درجه 12 دارای قابلیت جوشکاری عالی با GTAW (TIG)، با استفاده از سیم پرکننده منطبق و محافظ گاز بی‌اثر در دو طرف اتصال است. جوش و شکل دهی آن آسان تر از آلیاژهای آلفا{4}}بتا مانند درجه 5 است.

چه ضخامت دیواری به عنوان لوله نازک-دیوار محسوب می شود؟

در عمل، ضخامت دیواره‌های 0.5-3.0 میلی‌متر در قطرهای خارجی تا حدود 100 میلی‌متر به عنوان لوله نازک-تیتانیومی در نظر گرفته می‌شوند. برای سرویس مبدل حرارتی، دیوارهای 0.6-2.0 میلی متری رایج ترین محدوده هستند.

چه گواهینامه هایی باید لوله های درجه 12 را همراهی کنند؟

گواهی آزمایش مواد به EN 10204 نوع 3.1 حاوی تجزیه و تحلیل شیمیایی، نتایج کششی، گزارش های آزمایش (هیدرواستاتیک، جریان گردابی یا اولتراسونیک) و شماره حرارت. پروژه های تحت کد ASME علاوه بر این نیاز به قابلیت ردیابی به شماره P{3}}و الزامات مشخصات ASME B861 دارند.

آیا لوله درجه 12 را می توان به شکل U-خم یا سیم پیچ عرضه کرد؟

بله. لوله نازک-دیواره درجه 12 را می‌توان به صورت سرد در لوله‌های U-برای مبدل‌های حرارتی خم کرد، یا به شکل سیم‌پیچ برای کارکردهای مداوم طولانی‌مدت عرضه کرد، مشروط بر اینکه خمش با سنبه‌های مناسب انجام شود و شرایط آنیل شده حفظ شود تا از ایجاد ترک‌ها جلوگیری شود.