ASTM B337 درجه 7 تیتانیوم دیوار نازک لوله سرد کشیده شده UNS R52400 برای خدمات شیمیایی

تیتانیوم درجه 7 به طور خلاصه

تیتانیوم درجه 7 (UNS R52400، W.Nr. 3.7235) یک تیتانیوم تثبیت شده و بدون آلیاژ پالادیوم-است. شیمی پایه آن دارای خلوص تجاری درجه 2 است که پالادیوم بین 0.12% و 0.25% وزنی دارد. پالادیوم به‌عنوان یک اصلاح‌کننده کاتدی عمل می‌کند: پتانسیل خوردگی فلز را در ناحیه غیرفعال افزایش می‌دهد، بنابراین یک لایه اکسیدی پایدار در اسیدهای احیاکننده و در نمک‌های{11}کلرید بالا که درجه 2 حفره، شکاف یا به طور فعال حل می‌شود، زنده می‌ماند.

از نظر مکانیکی، درجه 7 مانند درجه 2 رفتار می کند. این آلیاژ-استحکام بالا نیست و در نظر گرفته نشده است که یکی باشد. ارزش آن در باقی ماندن انعطاف پذیر، جوش پذیر و شکل پذیر است و در عین حال خدمات خوردگی را در محیطی گسترش می دهد که تیتانیوم خالص تجاری- ساده را از بین می برد. هنگامی که یک لوله سرد کشیده و نازک{6}}به یک مرجع قدیمی ASTM B337 درخواست می‌شود، زبان خرید فعلی صحیح ASTM B861 برای لوله بدون درز، ASTM B862 برای لوله‌های جوشی و ASTM B338 برای لوله، همه با معادل‌های ASME SB11}{1}SB3,{8} سرویس فشار

شیمی و الزامات مکانیکی

محدودیت های زیر از مشخصات لوله و لوله تیتانیوم پیروی می کنند. پالادیوم افزودن عمدی است. عناصر بینابینی کربن، نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن باید پایین نگه داشته شوند زیرا هر یک از آنها یا فلز را ترد می کنند یا شکل پذیری را کاهش می دهند.

چقدر نازک{0}}لوله دیواری سرد کشیده می‌شود

لوله نازک-گرید 7 معمولاً با کشیدن سرد یا کشیدن سرد یک حفره اکسترود شده یا یک شمش سوراخ شده ساخته می‌شود، زیرا کار گرم نمی‌تواند تحمل دیوار مورد نیاز این لوله‌ها را حفظ کند. یک مسیر معمولی این است:

یک پوسته توخالی را اکسترود یا ماشینکاری کنید، سپس سطح را ترشی کنید و حالت دهید.

کاهش سرما در چندین پاس، با کاهش نرم تقریباً 10٪ تا 20٪ در دیوار در هر پاس.

برای بازگرداندن شکل‌پذیری و جلوگیری از ترک خوردگی، آنیل بین پاس‌ها را با خلاء حرارت دهید.

کشش را به دیوار سفارش داده شده تمام کنید، سپس خلاء نهایی یا آنیل گاز بی اثر-.

با بررسی ابعادی، آزمایش جریان اولتراسونیک یا گردابی{0}}و تست ضد هیدرواستاتیک یا پنوماتیکی صاف کنید، برش دهید، و بررسی کنید.

کار سرد استحکام کششی و تسلیم را افزایش می دهد و ازدیاد طول را کاهش می دهد. از آنجایی که مبدل‌های حرارتی و لوله‌های شیمیایی بر روی مقادیر آنیل شده طراحی شده‌اند، شرایط تحویلی باید به ترتیب بیان شود: آنیل شده، تنش- پس از آخرین گذر سرد کاهش می‌یابد، یا در جایی که استحکام بالاتر عمدی است و اتلاف شکل‌پذیری قابل قبول است- کشیده می‌شود.

عملکرد خوردگی و پاکت خدمات

افزودن پالادیوم چیزی است که درجه 7 را از درجه 2 جدا می کند. در کاهش اسیدها، مانند اسید سولفوریک یا هیدروکلریک رقیق، درجه 2 به یک لایه ناپایدار متکی است و با سرعتی خورده می شود که اغلب در میلی متر در سال اندازه گیری می شود. درجه 7 یک لایه غیرفعال را نگه می دارد و معمولاً یک تا دو مرتبه قدر آهسته تر خورده می شود، اغلب کمتر از 0.1 میلی متر در سال. این مزیت همچنین در سرویس کلرید در دمای بالا ظاهر می‌شود، جایی که درجه 7 در برابر حمله شکافی که از واشرها، اتصالات لوله‌ها-و{9}}لوله‌ها و زیر رسوبات شروع می‌شود، مقاومت می‌کند.

سه محدودیت باید به طور واضح بیان شود، زیرا آنها رایج ترین منبع خرابی میدان هستند:

پالادیوم در برابر مواد حاوی فلوراید- محافظت نمی کند. حتی محتوای کم فلوراید می تواند فیلم را تجزیه کند و اسید هیدروفلوریک نباید در تجهیزات درجه 7 استفاده شود.

متانول بی آب و کلر خشک نیاز به احتیاط زیادی دارند. هر دو می توانند باعث ترک خوردگی ناشی از خوردگی استرس یا حمله شدید شوند.

در هیدروژن خشک بالای حدود 300 درجه سانتیگراد، هیدریدهای تیتانیوم تشکیل شده و فلز شکننده می شود. محیط های مرطوب یا اکسید کننده از این نظر بسیار کمتر تهاجمی هستند.

برای تجهیزات تحت فشار، کدهای ساخت و ساز ASME به گریدهای تیتانیوم بدون آلیاژ، از جمله درجه 2 و 7، اجازه می‌دهند تا دمای تقریباً 315 درجه سانتیگراد در خدمت باشند. بالاتر از این محدوده، خزش و اکسیداسیون هوا، به جای خوردگی، طراحی را کنترل می‌کنند.

یادداشت های ساخت، جوش و جابجایی

لوله تیتانیومی آلودگی را نمی بخشد. قوانین عملی برای لوله درجه 7 عبارتند از:

با قوس تنگستن گاز در یک محفظه بی اثر یا با یک سپر عقب جوش دهید. خلوص آرگون باید 99.99٪ یا بهتر باشد و جوش تمام شده باید نقره روشن باشد. رنگ نی، آبی یا خاکستری به معنای دریافت اکسیژن یا نیتروژن است و مفصل باید رد شود.

حوضچه مذاب را دور از هوا نگه دارید تا زمانی که دمای آن به کمتر از 400 درجه سانتیگراد خنک شود. دمیدن-از طریق و سوزاندن-از آن علل معمول ریشه های آلوده است.

اجتناب از کلرید-روغن برش بلبرینگ، جوهر مارک و نوار. آهن جاسازی شده از گیره های فولاد کربنی و برس های سیمی باعث ایجاد حفره در سرویس می شود. از ابزار اختصاصی ضد زنگ یا تیتانیوم استفاده کنید.

با شعاع های سخاوتمندانه خم شوید، زیرا فنرهای تیتانیوم به طور قابل توجهی بیشتر از فولاد به عقب برمی گردد. خم شدن سنبه برای دیوارهای نازک ترجیح داده می شود.

محلول های ترشی بر پایه اسید نیتریک و هیدروفلوئوریک اسید برای تمیز کردن استفاده می شود، اما همان یون فلوراید یک خطر خدماتی است، بنابراین باقیمانده ترشی باید کاملاً شسته شود.

باورهای غلط رایج

درجه 7 استحکام بالایی دارد.این نیست. حداقل کشش 345 مگاپاسکال، نزدیک به درجه 2 است. اگر قدرت محرک است، آلیاژ دیگری باید انتخاب شود.

ASTM B337 استاندارد فعلی لوله است.پس گرفته شده است؛ نقل قول B861 یا B862 برای لوله و B338 برای لوله در عوض.

درجه 7 در همه جا ارزش حق بیمه خود را دارد.در خدمات اکسید کننده مانند اسید نیتریک یا آب دریا در دمای متوسط، درجه 2 به همان اندازه خوب عمل می کند و هزینه بسیار کمتری دارد.

هر تیتانیوم در آب کلردار کار می کند.کلر خشک و دی اکسید کلر نیاز به توجه ویژه به دما و رطوبت دارد. نمرات تیتانیوم در اینجا قابل تعویض نیستند.

سوالات متداول

س: محتوای پالادیوم تیتانیوم درجه 7 چقدر است؟
محدوده مشخصات 0.12٪ تا 0.25٪ وزنی است، تیتانیوم را با محدودیت های باقیمانده و بینابینی ذکر شده در بالا متعادل می کند.

س: آیا درجه 7 به اندازه درجه 5 Ti-6Al-4V قوی است؟
حداقل استحکام کششی 345 مگاپاسکال در مقابل تقریباً 895 مگاپاسکال برای Ti-6Al-4V است. درجه 7 برای مقاومت در برابر خوردگی، نه ظرفیت حمل بار انتخاب شده است.

س: کدام استاندارد باید برای لوله تیتانیوم دیوار نازک کشیده شده سرد ذکر شود؟
ASTM B861 برای لوله بدون درز یا ASTM B862 برای لوله جوش داده شده، و ASTM B338 زمانی که مورد یک لوله است. شرایط آنیل شده و تحمل دیوار مورد نیاز را بیان کنید.

س: چقدر می توان دیوار را با طراحی سرد نازک ساخت؟
دیوارهای 0.5 میلی‌متری و نازک‌تر به صورت تجاری تولید می‌شوند، اما نسبت دیوار به قطر، صافی و خمش الزامات معمولاً تعیین می‌کنند که چه چیزی برای یک سفارش خاص عملی است.

س: آیا درجه 7 در برابر آب دریا مقاومت می کند؟
بله، و همچنین در برابر خوردگی شکاف در آب نمک های کلرید داغ که درجه 2 ممکن است در اتصالات و رسوبات از بین برود، مقاومت می کند، که دلیل معمول انتخاب آن برای مبدل های حرارتی دریایی است.

س: آیا می توان درجه 7 را به درجه 2 جوش داد؟
بله. هر دو تیتانیوم بدون آلیاژ با روش جوشکاری و انتخاب پرکننده یکسان هستند. اتصال به سادگی عملکرد خوردگی پایین تر سمت درجه 2 را به ارث می برد.