Titanrohr der Güteklasse 1: Zusammensetzung, Spezifikationen und Größenbereich

Bei Titanrohren der Güteklasse 1 handelt es sich um bearbeitete Rohre aus kommerziell reinem Titan mit der niedrigsten-Festigkeit und höchsten-Duktilität, abgedeckt durch die UNS-Nummer R50250. Es handelt sich um ein unlegiertes Alpha-Titan, dessen Sauerstoff- und Eisengehalt in der kommerziell reinen Familie auf die engsten Grenzwerte beschränkt ist, was ihm eine hervorragende Kaltumformbarkeit, hohe Duktilität und zuverlässiges Schweißverhalten verleiht.

Was macht Titan Grad 1 aus?

Kommerziell reines Titan wird hauptsächlich nach dem Zwischengittergehalt klassifiziert. Grad 1 hält den Sauerstoffgehalt bei maximal 0,18 % und den Eisengehalt bei maximal 0,20 %, den niedrigsten der gängigen Qualitäten, sodass das Material weicher und formbarer ist als Grad 2 und gleichzeitig die gleiche hervorragende Korrosionsbeständigkeit in oxidierenden und leicht reduzierenden Medien bietet. Bei Rohrarbeiten sind zwei Eigenschaften von Bedeutung. Erstens beträgt die Dichte etwa 4,51 g/cm³, etwa 57 % der 7,85 g/cm³ von Kohlenstoffstahl, sodass eine Rohrleitung der Güteklasse 1 etwas mehr als die Hälfte einer entsprechenden Stahlleitung wiegt. Zweitens bildet sich spontan ein schützender Oxidfilm auf der Oberfläche, der in Meerwasser, Chloriden, oxidierenden Säuren und den meisten industriellen Prozessströmen stabil ist. Der nutzbare Betriebsbereich reicht von kryogenen Temperaturen bis zu etwa 300 Grad für den Druckbetrieb, wobei Kriech- und Oxidationsbeständigkeit ausreichend bleiben.

Chemie und mechanische Eigenschaften

Die hohe Dehnung und die geringe Streckgrenze der Güteklasse 1 sind der Grund dafür, dass sie für Rohre gewählt wird, die zu Rohrböden aufgeweitet, auf einen engen Radius gebogen oder aufgerollt werden müssen. Wenn eine höhere Festigkeit bei gleicher Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, ist Klasse 2 die übliche Stufe nach oben, und wenn die Festigkeit und nicht die Formbarkeit die Hauptanforderung ist, wird stattdessen eine Legierungssorte wie Klasse 5 (Ti-6Al-4V) oder Klasse 9 (Ti-3Al-2,5V) ausgewählt.

Spezifikationen, Größenbereich und Produktformen

Rohre und Leitungen der Güteklasse 1 werden nach drei Haupt-ASTM-Spezifikationen bestellt, jeweils mit einem ASME-Äquivalent für den Druckbetrieb: ASTM B338 deckt nahtlose und geschweißte Rohre für Kondensatoren und Wärmetauscher ab, ASTM B861 deckt nahtlose Rohre ab und ASTM B862 deckt geschweißte Rohre ab; Geschweißte Rohre fallen auch unter ASTM B337. Platten, Bleche und Streifen fallen unter ASTM B265, Stangen und Knüppel unter ASTM B348 und die für chirurgische Implantate vorgesehenen unlegierten Güten unter ASTM F67. Zu den gängigen Bestelldaten gehören:

Nenngröße:15 mm NB bis 150 mm NB (1/2 Zoll bis 6 Zoll), mit Außendurchmessern im Allgemeinen von 30 mm bis 150 mm.

Wandstärke:ca. 2,5 mm bis 25 mm oder eine leichtere Wand für dünnwandige Wärmetauscherrohre.

Zeitpläne:SCH 10, SCH 20, SCH 30, SCH 40, STD, SCH 60, XS, SCH 80, SCH 120, SCH 140, SCH 160 und XXS.

Länge:Einzelzufalls-, Doppelzufalls- oder vorgegebene Schnittlängen.

Typ:nahtlos, ERW, geschweißt, EFW, kaltgezogen, geschweißt oder gefertigt.

Bilden:rundes, quadratisches und rechteckiges Rohr, Spiralrohr, U-Bogen, Flachrohrschlange und Hydraulikrohr.

Endet:glattes Ende, abgeschrägtes Ende oder mit Gewinde.

Zertifizierung:Mühlenprüfzertifikat nach EN 10204 3.1, das die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften zeigt.

Nahtlos oder geschweißt: Auswahl des richtigen Rohrs der Güteklasse 1

Nahtlose Rohre der Güteklasse 1 werden aus einem durchbohrten oder extrudierten Hohlraum hergestellt und dann gewalzt und auf Maß gezogen, wodurch die Längsschweißnaht entfällt und es zur Standardwahl für höhere Drücke, zyklischen Betrieb und für Rohre wird, die zu einem Rohrboden aufgeweitet werden. Geschweißte Rohre werden aus Streifen geformt und mit einer autogenen Schweißnaht verschlossen, dann kalt bearbeitet und bei Bedarf geglüht; Es ist wirtschaftlich für lange gerade Strecken, für große Durchmesser und für Anwendungen, bei denen die Naht außerhalb der Richtung der höchsten Belastung gehalten werden kann. Da Güteklasse 1 eine ausgezeichnete Duktilität aufweist, können geschweißte Rohre im Wesentlichen ohne Rissbildung kalt reduziert werden, sodass ein geschweißtes -und -gezogenes Rohr nahezu nahtlose Eigenschaften aufweist und gleichzeitig kostengünstiger in der Herstellung bleibt. Die Entscheidung wird normalerweise auf der Druckstufe, dem Korrosionszuschlag, dem vom Endbenutzer geforderten Abnahmestandard und der Prüfmethode getroffen, die auf die Naht angewendet wird.

Anwendungen, Herstellung und Qualitätsprüfung

Der größte Einsatzbereich ist die Wärmeübertragung: Kondensatoren, Kühler, Verdampfer und Entsalzungsanlagen, wo dünnwandige Rohre der Güteklasse 1 für eine hohe Wärmeübertragung und eine lange Lebensdauer im Meerwasser sorgen. Chemische und petrochemische Anlagen nutzen es für Prozessleitungen, die Chloride und oxidierende Medien transportieren; In der Medizin- und Lebensmittelindustrie wird es dort eingesetzt, wo Biokompatibilität und Sauberkeit von entscheidender Bedeutung sind. Bei Meeres- und Offshore-Projekten wird es für Meerwasserleitungen und Hydraulikleitungen verwendet. und in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Sportgeräten wird es dort eingesetzt, wo es auf geringes Gewicht ankommt. Die Herstellung beruht auf den gleichen Eigenschaften, die diese Sorte ausmachen: Sie kann gerollt, gebogen, aufgeweitet und aufgeweitet werden und lässt sich sauber schweißen, wenn die Verbindung vor Luft geschützt ist.

Die Qualitätsüberprüfung für eine Bestellung von Rohren der Güteklasse 1 umfasst normalerweise ein Werksprüfzertifikat über chemische und mechanische Eigenschaften, eine Maßprüfung des Außendurchmessers, der Wandstärke und der Geradheit, einen hydrostatischen oder pneumatischen Prüftest, sofern dies in der Norm vorgesehen ist, eine Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfung der Wand sowie eine Sichtprüfung beider Oberflächen. Rohre für Wärmetauscher werden häufig nach einem Luft-Unterwassertest geliefert und vor dem Verpacken der Rohre werden etwaige Beizrückstände oder eingebettete Eisenverunreinigungen überprüft, da Oberflächenverunreinigungen die Hauptursache für vorzeitige Korrosion in Titanrohrbündeln sind.

Häufig gestellte Fragen

F: Wofür wird ein Titanrohr der Güteklasse 1 verwendet?
Es wird hauptsächlich für Wärmetauscher- und Kondensatorrohre, Meerwasser- und chemische Prozessrohre, Entsalzungsanlagen, medizinische und lebensmitteltaugliche Leitungen sowie andere korrosionsbeständige Anwendungen mit geringem Gewicht verwendet, bei denen es auf die Formbarkeit ankommt.

F: Was ist der Unterschied zwischen Titanrohren der Güteklasse 1 und 2?
Klasse 1 hat einen geringeren Sauerstoff- und Eisengehalt und sorgt so für eine höhere Duktilität bei einer Mindestzugfestigkeit von 240 MPa, während Klasse 2 mit einer Mindestzugfestigkeit von 345 MPa und etwas geringerer Dehnung fester ist.

F: Welche Spezifikationen gelten für Titanrohre der Güteklasse 1?
ASTM B338 deckt nahtlose und geschweißte Rohre für Kondensatoren und Wärmetauscher ab, ASTM B861 deckt nahtlose Rohre ab, ASTM B862 deckt geschweißte Rohre ab und die ASME SB-Versionen gelten für Druckanwendungen.

F: Können Rohre der Güteklasse 1 geschweißt werden?
Ja. Güteklasse 1 lässt sich problemlos mit WIG und ähnlichen Verfahren schweißen, vorausgesetzt, die Verbindung wird durch hochreines Inertgas geschützt und die Oberfläche ist frei von Öl-, Feuchtigkeits- und Oxidverunreinigungen.

F: Wie viel leichter ist ein Titanrohr der Güteklasse 1 als ein Stahlrohr?
Titan hat eine Dichte von etwa 4,51 g/cm³ gegenüber 7,85 g/cm³ bei Kohlenstoffstahl, sodass ein Rohr der Güteklasse 1 etwa 57 % so viel wiegt wie der gleiche Stahlabschnitt.

F: Welche Dokumentation wird mit einer Bestellung von Röhrchen der Güteklasse 1 geliefert?
Bestellungen werden normalerweise mit einem Werksprüfzertifikat nach EN 10204 3.1 geliefert, in dem die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften aufgeführt sind, zusammen mit den Ergebnissen der Dimensions- und zerstörungsfreien Prüfungen, sofern erforderlich.