ASTM B338 Titanrohr der Güteklasse 7 für den Einsatz in Wärmetauschern und Kondensatoren

Warum Güteklasse 7 für Wärmetauscher- und Kondensatorrohre

Die meisten Titan-Wärmetauscherrohre haben die Güteklasse 2, und für oxidierende Anwendungen ist dies nach wie vor die richtige Lösung. Titan der Güteklasse 7, UNS R52400, wird verwendet, wenn die Rohroberfläche nicht sauber bleiben kann. Es handelt sich um unlegiertes Titan mit 0,12 % bis 0,25 % Palladium, und das Palladium verändert das elektrochemische Verhalten der Oberfläche, sodass der passive Film in reduzierenden Medien und in Umgebungen mit hohem -Chloridgehalt bei Temperaturen überlebt.

Der praktische Fall für Klasse 7 ist fast immer eine lokalisierte Korrosion und kein gleichmäßiger Abfall. Unter den Verbindungen von Rohr-zu-Rohren, Stützplatten, Dichtungen und Schlammablagerungen bilden sich Spalten, und an diesen abgeschirmten Stellen wird die lokale Chemie sauer und es kommt zu Sauerstoffmangel-. Klasse 2 versagt dort, während ein Rohr der Klasse 7 weiterhin funktioniert, obwohl beide Qualitäten auf einem flachen Probestück, das der Hauptflüssigkeit ausgesetzt ist, identisch aussehen würden.

Zusammensetzung und minimale mechanische Eigenschaften

Güteklasse 7 wird als nahtloses oder geschweißtes und geglühtes Rohr gemäß ASTM B338 oder als Rohr gemäß ASTM B861 und B862 geliefert, mit den ASME-Äquivalenten SB338, SB861 und SB{6}} für codierte Druckgeräte. Die zurückgezogene ASTM B337-Bezeichnung sollte bei Neubestellungen nicht verwendet werden.

Wo Note 7 besser abschneidet als Note 2

Reduzierende Säuren.In siedender verdünnter Schwefelsäure korrodiert Grad 2 mit einer Geschwindigkeit, die in Millimetern pro Jahr gemessen wird, während Grad 7 typischerweise ein bis zwei Größenordnungen niedriger bleibt, oft unter 0,1 mm/Jahr.

Salzsäureservice.Verdünnte Salzsäure greift Schweregrad 2 stark an; Durch den Palladiumzusatz wird der nutzbare Konzentrations- und Temperaturbereich erheblich erweitert, allerdings muss jede Belastung noch anhand der Messdaten überprüft werden.

Heiße Chloridsole.Klasse 7 erhöht die Temperatur, bei der der Spaltangriff in Chloridlösungen beginnt, was höhere Kühlwassertemperaturen oder eine weniger häufige Reinigung ermöglicht.

Organische Säureströme.Ameisen-, Essig- und Oxalsäuremedien verhalten sich mit der Pd--modifizierten Oberfläche weitaus besser als mit Grad 2.

Klasse 7 hilft nicht gegen Fluoridionen und ändert nichts an der Gefahr von Hydrierung oder trockenem Chlor. Dabei handelt es sich um chemiespezifische Grenzwerte, die für alle unlegierten Titansorten gelten.

Rohrauswahl, Wandstärke und Dimensionierung

Die Rohrauswahl beginnt mit dem U--Wert-Ziel und der Druckstufe und geht dann zum korrosiven Fall über:

Typische Größen sind 19,05 mm, 25,4 mm und 31,75 mm Außendurchmesser mit Wandstärken von 0,7 mm bis 1,5 mm für Kondensatoren und Wärmetauscher.

Die Wandstärke muss den Druck abdecken, zuzüglich eines Erosionszuschlags für die mantelseitige Flüssigkeit und eines Korrosionszuschlags, wenn die Umgebung nicht völlig harmlos ist.

Der U--Biegeradius sollte bei dünnen Wänden mindestens das Zwei- bis Dreifache des Außendurchmessers betragen und die Biegung muss innerhalb der Duktilität des geglühten Rohrs bleiben.

Bestellen Sie den geglühten Zustand und geben Sie das Prüfpaket an: Wirbelstromprüfung, hydrostatische Prüfung oder Ultraschallprüfung, je nach Konstruktion.

Eine teilweise Modernisierung ist oft wirtschaftlich sinnvoll. Rohre der Güteklasse 7 mit einem Mantel der Güteklasse 2 oder umgekehrt können gerechtfertigt sein, wenn nur eine Seite des Wärmetauschers der aggressiven Flüssigkeit ausgesetzt ist, das Rohrbodenmaterial und der Verbindungsschutz jedoch normalerweise das Ergebnis dominieren, sodass der gesamte Kreislauf auf der nassen Seite gemeinsam überprüft werden sollte.

Schweiß-, Erweiterungs- und Installationspraxis

Schweißen Sie die Rohre unter vollständiger inerter Abschirmung an die Rohrböden. Die Farbe der Schweißnaht ist das Akzeptanzkriterium: Helles Silber ist akzeptabel, jeder blaue oder graue Farbton bedeutet Verschmutzung.

Rollendehnung mit kontrolliertem Drehmoment oder einem kalibrierten Expander. Über-Walzen erhöht die Eigenspannungen und kann dünne Wände reißen, während zu wenig-Walzen einen Leckpfad und einen Spalt hinterlässt.

Halten Sie die Fuge sauber. Im Spalt eingeschlossenes Fett, Markierungstinte und chloridhaltige Flüssigkeiten beeinträchtigen die Korrosionsbeständigkeit der Legierung selbst.

Stützen Sie das Rohrbündel ab, damit die Rohre an den Leitblechen nicht durch Vibrationen beschädigt werden. Passungsschäden führen sowohl zu einem mechanischen Defekt als auch zu einem neuen Spalt.

Lagern und handhaben Sie Rohre fern von Kohlenstoffstahloberflächen und spülen Sie alle Beizrückstände vor der Wartung vollständig ab.

Typische Fehlanwendungen

Kauf von Güteklasse 7 für einen oxidierenden Wirkstoff wie Salpetersäure oder sauberes, kohlensäurehaltiges Meerwasser, wo Güteklasse 2 bereits immun ist, und dadurch einen hohen Aufpreis ohne Nutzen zahlt.

Verwendung von Rohren der Güteklasse 2 in einem stark verschmutzenden Chloridstrom und anschließende Schuldzuweisung an die Güteklasse, wenn am Rohrboden Spaltkorrosion auftritt.

Angenommen, Palladium schützt vor Fluorid oder trockenem Chlor, die beide alle unlegierten Titansorten angreifen.

Mit Blick auf die Temperaturobergrenze. Konstruktionsvorschriften begrenzen den Druckeinsatz von unlegiertem Titan auf etwa 315 °C, und oberhalb dieses Punktes kommt es zu Kriechen und Oxidation, nicht zu Korrosion.

Spezifizierung der Legierung, aber Vernachlässigung der Fertigungsreinheit, wodurch wieder Eisenverunreinigungen und Chloridrückstände genau an den Verbindungen entstehen, zu deren Schutz die Legierung gekauft wurde.

Häufig gestellte Fragen

F: Wofür wird ein Titanrohr der Güteklasse 7 verwendet?
Wärmetauscher-, Kondensator- und chemische Prozessrohre in reduzierenden Säuren, gemischten organischen Strömen und heißen Chloridsolen, bei denen Spaltkorrosion an Verbindungen und Ablagerungen das Designproblem darstellt.

F: Wie viel Palladium enthält Grade 7?
Zwischen 0,12 und 0,25 Gew.-%, Rest Titan mit kontrollierten interstitiellen Elementen.

F: Ist Grad 7 stärker als Grad 2?
Nein. Beide haben im geglühten Zustand eine Mindestzugfestigkeit von 345 MPa und eine Mindeststreckgrenze von 275 MPa. Die mechanischen Eigenschaften sind im Wesentlichen identisch.

F: Welcher ASTM-Standard deckt Wärmetauscherrohre der Klasse 7 ab?
ASTM B338 für nahtlose oder geschweißte Rohre, mit ASME SB338 für codierten Druckbetrieb. Rohrformen werden von ASTM B861 und B862 abgedeckt.

F: Können Rohre der Güteklasse 7 an einen Rohrboden der Güteklasse 2 geschweißt werden?
Ja, die Verbindung wird normalerweise mit der gleichen Vorgehensweise geschweißt. Das Korrosionsverhalten an der Verbindungsstelle wird dann von der weniger beständigen der beiden Komponenten bestimmt.

F: Muss ein Rohr der Güteklasse 7 vor der Wartung speziell gereinigt werden?
Es benötigt die gleiche Sauberkeit wie jedes andere Titan: keine Chloridrückstände, kein eingebettetes Eisen und eine vollständig gespülte Oberfläche nach jedem Säurebeizvorgang.