ASTM B338 Grade 2 UNS R50400 Titanrohr für Kondensatoren und Wärmetauscher

Titan der Güteklasse 2 und seine Güteäquivalente

Titan der Güteklasse 2 ist das Arbeitstier von handelsüblichem-Reinheitstitan. Es ist unlegiert und hat einen moderaten Sauerstoffgehalt, der eine nützliche Kombination aus Festigkeit und Duktilität bietet. Es ist die Standardwahl für Kondensatoren, Plattenwärmetauscher und chemische Prozessrohre, die in Meerwasser, Chloriden und leicht reduzierenden Medien betrieben werden. Seine Identifikatoren in allen Standardsystemen sind:

Die deutsche Werkstoffnummer für Güte 2 ist 3.7035. Der Wert 3,7034, der in einigen Katalogtiteln und Datenblättern erscheint, ist ein Tippfehler und sollte nicht in einer Bestellung angegeben werden, da er in einer Materialdatenbank nicht in Grad 2 aufgelöst werden kann.

Grenzwerte für chemische und mechanische Eigenschaften

Grad 2 ist Titan mit absichtlichem Restsauerstoff für Festigkeit und streng kontrollierten Zwischenräumen. Der Titangehalt beträgt nominell 99,2 % und mehr mit der Restmenge unten.

Zwei Behauptungen, die häufig in Zusammenfassungen Dritter-auftauchen, müssen korrigiert werden. Erstens überschreitet die Zugfestigkeit der Klasse 2 im geglühten Zustand 800 MPa nicht; Die Mindestzugfestigkeit beträgt 345 MPa und typische Werte liegen bei etwa 480 MPa. Werte über 800 MPa gehören zu verstärkten Sorten oder zu stark kaltverformten Produkten. Zweitens beträgt die Mindeststreckgrenze 275 MPa, nicht 345 MPa. Das Einsetzen einer falschen Zahl in eine Druckberechnung ist ein Sicherheitsproblem und keine Rundungsdifferenz. Der Sauerstoffgehalt für Grad 2 beträgt maximal 0,25 %. der Wert von 0,18 % gilt für die Note 1.

Kondensator- und Wärmetauscheranwendungen

Rohre der Güteklasse 2 dominieren den Kondensatormarkt aus einem einfachen Grund: Titan weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Meerwasser und Chloridlösungen auf und sein dünner passiver Film repariert sich in Gegenwart von Sauerstoff selbst-. Zu den typischen Dienstleistungen gehören:

Dampfoberflächenkondensatoren bei der Stromerzeugung und Entsalzung unter Verwendung von Meerwasser oder Brackwasser.

Rohrbündelwärmetauscher in Raffinerien und Chemieanlagen, in denen Chloride und leicht reduzierende Prozessflüssigkeiten vorhanden sind.

Plattenwärmetauscher zur Meerwasserkühlung geschlossener Kreisläufe.

Bei Luftkühlern, Seewasserleitungen und Löschwassersystemen kommt es auf geringes Gewicht und Unempfindlichkeit gegen Chlorid-Lochfraß an.

Medizin- und Implantatkomponenten, wenn sie nach ASTM F67 und nicht nach einer Industriespezifikation hergestellt werden.

Gängige Kondensatorrohrgrößen reichen von 19,05 mm bis 25,4 mm Außendurchmesser mit Wänden zwischen etwa 0,7 mm und 1,25 mm und werden als gerade Längen oder U-gebogene Baugruppen geliefert. Dünne Wände sind möglich, da Titan der Erosion durch sauberes Meerwasser bei normalen Strömungsgeschwindigkeiten widersteht, aber die Wandstärke muss dennoch den vom Konstrukteur verwendeten Rohr-zu--Rohrbodenverbindungen und dem Erosionsspielraum genügen.

Grenzen der Seewasser- und Kühlwasserversorgung

Sauerstoff ist lebenswichtig. Titan korrodiert schnell in anoxischen, sauren Chloridumgebungen, in denen der Film nicht repassiviert werden kann. Daher müssen stehende, entlüftete und sulfidhaltige Gewässer einer besonderen Bewertung unterzogen werden.

Die Geschwindigkeitsgrenzen sind in sauberem Meerwasser großzügig, Sand, Splitt und mitgerissene Feststoffe verursachen jedoch Erosion und sollten flussaufwärts entfernt werden.

Fluorid ist die größte chemische Gefahr. Schon Spuren brechen den Passivfilm, ein Einsatz von Flusssäure ist ausgeschlossen.

Wasserfreies Methanol kann Spannungsrisskorrosion verursachen; Trockenes Chlor über etwa 75 °C ist aggressiv.

Die Wasserstoffabsorption in kathodisch geschützten oder galvanisch gekoppelten Systemen kann zu Hydrierung und Versprödung führen, wenn das Potenzial zu negativ eingestellt wird.

Das ASME-Druckdesign ermöglicht unlegiertes Titan, einschließlich Grad 2, bis etwa 315 °C.

Fertigungs- und Schweißpraxis

Schweißen mit Gas-Wolfram-Lichtbogen unter vollständiger inerter Abschirmung. Eine hellsilberne Schweißnaht weist auf eine akzeptable Gasabdeckung hin; Jede andere Farbe als helles Stroh weist auf eine Kontamination hin.

Stellen Sie hintere und hintere Abschirmungen bereit, damit die Verbindung geschützt bleibt, bis sie unter etwa 400 °C abkühlt.

Verwenden Sie keine chloridhaltigen Schmierstoffe, Schneidflüssigkeiten oder Farben. Chloridrückstände auf einer Titanoberfläche werden zu lokalen Lochfraßstellen.

Halten Sie Bürsten, Klammern und Hebezeuge aus Kohlenstoffstahl von der Arbeitsfläche fern. Eingelagerte Eisenpartikel sind ein klassischer Ausgangspunkt für Lochkorrosion.

Die Kaltausdehnung in Rohrböden ist bei Kondensatoren Standard, die Ausdehnung sollte jedoch kontrolliert werden, um ein Überrollen zu vermeiden, das lokale Spannungen erhöht und zu Rissen in dünnen Wänden führen kann.

Das U-Biegen erfordert einen großzügigen Biegeradius und bei engen Biegungen ein Zwischen- oder Nachglühen, um die Duktilität wiederherzustellen.

Häufige Fehler in Datenblättern der Klasse 2

Als Grenzwert der Klasse 2 wird ein Sauerstoffgehalt von 0,18 % oder weniger angegeben, was dem Wert der Klasse 1 entspricht.

Veröffentlichung von Zugfestigkeiten über 800 MPa für geglühte Rohre der Güteklasse 2.

Als Mindeststreckgrenze wird 345 MPa verwendet, was mit der Mindestzugfestigkeit verwechselt wird.

Verwendung einer europäischen Materialnummer, die es nicht gibt, oder Verwechslung von Grade 2 mit der Palladium--tragenden Grade 7-Nummer.

Angabe der Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser bei 100 °C oder mehr, ohne zu beachten, dass der anoxische oder saure Fall unterschiedlicher Art und nicht nur hinsichtlich der Rate ist.

FAQ

F: Was ist der Unterschied zwischen Titan Grad 2 und Grad 7?
Grad 7 ist Grad 2 mit 0,12 % bis 0,25 % Palladiumzusatz für Beständigkeit gegen reduzierende Säuren und Spaltangriffe. Die mechanischen Eigenschaften sind im Wesentlichen gleich.

F: Was ist die Mindeststreckgrenze der Güteklasse 2?
275 MPa (40 ksi) bei 0,2 % Versatz im geglühten Zustand. Die Mindestzugfestigkeit beträgt 345 MPa (50 ksi).

F: Ist Klasse 2 für Meerwasserkondensatoren geeignet?
Ja, in belüftetem Meerwasser oder Brackwasser mit normalen Fließgeschwindigkeiten. Die Grenzfälle sind anoxisch saures Wasser, hoher Fluoridgehalt und übermäßiger kathodischer Schutz.

F: Welche Norm gilt für Wärmetauscherrohre der Klasse 2?
ASTM B338 oder ASME SB338 für Rohre, mit ASTM B265 für Blech und Platte und ASTM B348 für Stange und Knüppel.

F: Können Rohre der Güteklasse 2 vor Ort geschweißt werden?
Ja, mit ordnungsgemäßer Inertgasabschirmung und Sauberkeitskontrolle. Die Farbe der Schweißnähte ist das praktische Akzeptanzkriterium und kontaminierte Verbindungen müssen entfernt und nicht repariert werden.

F: Entspricht Grad 2 den Implantatstandards?
Klasse 2 ist in ASTM F67 für unlegiertes Titan für chirurgische Implantate enthalten, das Implantatmaterial erfordert jedoch eine spezielle Zertifizierung und Rückverfolgbarkeit, die über die Industrierohrspezifikation hinausgeht.