Kaltgezogenes Titanrohr ASTM B338 Klasse 12: UNS R53400-Daten

Titanrohr der Güteklasse 12: Was die Güteklasse bedeutet

Güteklasse 12, registriert als UNS R53400 und abgedeckt durch ASTM B338 für Rohre, ist eine nahezu -Alpha-Titanlegierung, die durch Zugabe von Molybdän und Nickel zu einer kommerziell reinen Titanbasis hergestellt wird. Der Standardzusatz beträgt 0,2–0,4 % Molybdän und 0,6–0,9 % Nickel. Zusammen erhöhen sie das Korrosionspotenzial der Legierung und machen sie deutlich widerstandsfähiger gegen Spaltangriffe und gegen leicht reduzierende Säuren bei erhöhter Temperatur als unlegierte Legierung der Güteklasse 2.

Der Grad wird oft mit den Graden 7, 11 und 16 verwechselt, die eine ähnliche Verbesserung mit Palladium anstelle von Molybdän und Nickel erzielen. Die beiden Familien sind auf dem Papier nicht austauschbar. Die Molybdän--Nickelsorte eignet sich gut für heiße Chloride und ist weitaus weniger vom Palladiumpreis und der Palladiumverfügbarkeit abhängig, während die Palladiumfamilie im Allgemeinen bevorzugt wird, wenn stark reduzierende Säuren beteiligt sind.

Chemie, Standards und Äquivalente

Die Sorte erscheint in ASTM B265 für Bleche, Streifen und Platten, B337 für nahtlose Rohre, B338 für Rohre, B348 für Stangen und Knüppel und B381 für Schmiedestücke, wobei die Schmiedebezeichnung F-12 lautet. Der Eintrag im einheitlichen Nummerierungssystem lautet R53400. Käufer sollten prüfen, welche dieser Produktspezifikationen zutrifft, da die mechanischen Anforderungen und Toleranzen zwischen ihnen unterschiedlich sind.

Mechanische und physikalische Eigenschaften

Die von Rohren der Güteklasse 12 erwarteten Mindesteigenschaften im geglühten Zustand sind 483 MPa (70 ksi) Zugfestigkeit, 345 MPa (50 ksi) Streckgrenze bei 0,2 % Versatz und 18 % Dehnung. Das ist ein deutlicher Schritt über der Kombination von 345 MPa, 275 MPa und 20 %, die für Klasse 2 gilt. Die Dichte beträgt 4,51 g/cm3, der Elastizitätsmodul etwa 103–107 GPa und die Wärmeleitfähigkeit etwa 15–17 W/(m*K), mit einem angegebenen Beta-Transus nahe 890 °C (1634 °F).

Da es sich bei der Sorte um eine nahezu Alpha-Legierung handelt, wird sie durch Lösungsbehandlung und Alterung nicht verstärkt. Es wird geglüht geliefert und jede Wärmebehandlung dient eher der Wiederherstellung der Duktilität und dem Abbau von Restspannungen durch das Kaltziehen als der Erhöhung der Festigkeit.

Kaltziehen: Wie B338-Rohre der Güteklasse 12 hergestellt werden

Das Kaltziehen beginnt mit einem Hohlraum, der heiß extrudiert oder warmgewalzt wurde und dann durch maschinelle Bearbeitung oder Schleifen konditioniert wurde. Die Schale wird angespitzt, geschmiert und durch eine Matrize über einen Dorn gezogen, der die Wand kontrolliert, wodurch Durchmesser und Wand in einem kontrollierten Durchgang reduziert werden. Es sind mehrere Durchgänge mit einem dazwischen liegenden Rekristallisationsglühen erforderlich, um die Duktilität wiederherzustellen. Zwischen den Glühvorgängen wird das Rohr entzundert und in Salpeter--Flusssäure gebeizt, dann gespült und getrocknet.

Zu den Endbearbeitungsvorgängen gehören ein abschließender Durchgang zur Maßkontrolle, Vakuum- oder Inertgasglühen bei ungefähr 700-790 C für diese Chemie, Richten, Ablängen und Wirbelstromprüfung in voller Länge. Bei Bedarf werden Rohre auch druckgeprüft, U-Bögen geformt und spannungsarm geglüht.

Korrosionsverhalten und Anwendungen

Klasse 12 wird ausgewählt, wenn heiße chloridhaltige Ströme die Spalten eines Wärmetauschers angreifen und verdünnte reduzierende Säuren bei mäßiger Temperatur vorhanden sind. Typische Anwendungen sind Raffinerie- und Petrochemie-Wärmetauscher, Sole- und Salzverdampfungsanlagen, chemische Prozessbehälter und Rohrleitungen sowie Schiffssysteme. In Meerwasser ist die allgemeine Korrosionsrate von Titan vernachlässigbar, so dass in diesen Umgebungen der praktische Versagensmodus eher ein Spaltangriff unter Ablagerungen als ein gleichmäßiger Wandverlust ist. Dies ist genau der Modus, dem Grad 12 standhalten soll.

Terminologie: Rohr, Rohr und das Etikett für kaltgezogene Rohre

In Beschreibungen dieses Produkts wird es oft als kaltgezogenes Rohr bezeichnet, das zwei verschiedene ASTM-Systeme kombiniert. ASTM B338 deckt Rohre ab, die im Allgemeinen nach Außendurchmesser und Wandstärke für Wärmeübertragungszwecke spezifiziert werden, während ASTM B861 nahtlose Rohre für allgemeine Korrosionsanwendungen abdeckt und ASTM B862 geschweißte Rohre abdeckt, beide nach Rohrnenngröße und Zeitplan geordnet. Ein kalt{6}gezogenes nahtloses Wärmeübertragungsprodukt bleibt ein B338-Rohr, auch wenn es mit rohrähnlichen Außendurchmessern angeboten wird, und im Werkszertifikat sollte angegeben werden, welchem ​​Maßsystem die Toleranzen folgen, da die Toleranzen von Rohren und Röhren nicht gleich sind.

Herstellungs- und Schweißhinweise

Klasse 12 reagiert gut auf das Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen mit ERTi-12-Füllstoff unter den gleichen völlig inerten Bedingungen, die für andere Titansorten erforderlich sind. Die Umformung erfolgt kalt unter Berücksichtigung der Rückfederung. Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit von Titan erfordert die Bearbeitung scharfe Werkzeuge, einen großzügigen Kühlmittelfluss und moderate Schnittgeschwindigkeiten. Durch Stahlwerkzeuge oder Stahlbürsten eingebrachte Eisenverunreinigungen sind eine häufige Ursache für lokale Korrosion und sollten aus dem für Titanarbeiten genutzten Werkstattbereich ausgeschlossen werden.

FAQ

F: Ist die 12. Klasse dasselbe wie die 2. Klasse?
Nein. Güteklasse 12 enthält 0,2–0,4 % Molybdän und 0,6–0,9 % Nickel, hat eine höhere Mindestfestigkeit und verträgt heiße Chloride und Spalten weitaus besser als unlegierte Güteklasse 2.

F: Warum wird Grad 12 als Nahe--Alpha-Legierung bezeichnet?
Seine kleinen Zusätze stabilisieren die Alpha-Phase mit begrenzter Beta-Retention, sodass es sich bei der Herstellung wie eine Alpha-Legierung verhält und gleichzeitig eine bessere Korrosionsbeständigkeit bietet.

F: Was ist die Mindeststreckgrenze von Rohren der Güteklasse 12?
345 MPa (50 ksi) bei 0,2 % Versatz im geglühten Zustand, mit 483 MPa (70 ksi) Mindestzugfestigkeit und 18 % Mindestdehnung.

F: Benötigt Güteklasse 12 eine Wärmebehandlung nach-dem Schweißen?
Normalerweise nicht. Schweißnähte in der geglühten Qualität bleiben so, wie sie geschweißt sind, wenn die Abschirmung ausreichend war; Für U-Bögen oder stark kalt-umgeformte Teile kann eine Spannungsentlastung vorgeschrieben werden.

F: Kann Güteklasse 12 in Meerwasserwärmetauschern verwendet werden?
Ja. Es wird häufig in chloridhaltigen Kühl- und Solekreisläufen eingesetzt, wo die Beständigkeit gegen Spaltkorrosion unter Ablagerungen der Hauptvorteil gegenüber Klasse 2 ist.

F: Warum ist die Wirbelstromprüfung für kaltgezogene Rohre vorgeschrieben?
Durch das Zeichnen können Überlappungen, Nähte und Wandvariationen erzeugt werden, und die Wirbelstromprüfung über die gesamte Länge prüft die gesamte Länge und nicht nur die Enden, die für die zerstörende Prüfung verwendet werden.