Rura tytanowa klasy 7 ASTM B338 do skraplaczy wymienników ciepła

Dlaczego rury klasy 7 są przeznaczone do wymienników ciepła i skraplaczy?

Rury ASTM B338 klasy 7, oznaczone również jako UNS R52400, to stop alfa tytanu łączący niestopowy tytan z celowym dodatkiem palladu w ilości 0,12-0,25%. Pallad wzbogaca i stabilizuje pasywną warstwę tlenkową, dzięki czemu rura toleruje rozcieńczone kwasy redukujące, wodę chłodzącą bogatą w chlorki i zanieczyszczone solanki, które powodują korozję wżerową, szczelinową{{7} lub pękanie naprężeniowe stopów miedzi i standardowych stali nierdzewnych. Ponieważ siatka podstawowa pozostaje alfa-tytanem, rura zachowuje typowe zachowanie warsztatowe klasy 2: może być ciągniona na zimno, zginana, zwijana w arkusze rur i spawana według tych samych procedur, oferując jednocześnie wyższą minimalną granicę plastyczności niż klasa 1.

Dostarczane są obie formy produktu objęte normą ASTM B338 i jej odpowiednikiem ASME SB338. Rury bez szwu-obrabiane na zimno są wybierane do płaszczy-wysokociśnieniowych, silnych cykli termicznych i krytycznych złączy rozszerzonych; W przypadku jednostek wrażliwych na koszty wybiera się rurę spawaną, a spoinę wzdłużną ocenia się metodą spłaszczania,-odwrotnego zginania i testów hydrostatycznych. Rury dostarczane są w stanie wyżarzonym, wytrawionym lub wyżarzonym na gładko, z kwadratowymi-obciętymi zadziorami i zaślepkami ochronnymi.

Skład chemiczny i właściwości mechaniczne klasy 7 (Ti-0,2Pd), UNS R52400

Powyższe limity są zgodne z tabelą stopnia 7 normy ASTM B338. Żelazo, tlen i wodór znajdują się na najniższym poziomie, ponieważ pierwiastki te decydują o ciągliwości, solidności spoiny i-twardości w niskich temperaturach; zawartość palladu sprawdza się przy każdym wygrzewaniu za pomocą analizy spektrometrycznej, zanim kęs zostanie przekazany do wytłaczania lub spawania.

Właściwości mechaniczne rury wyżarzanej

Dane fizyczne wykorzystywane przez projektantów: gęstość 4,51 g/cm3, około 60% stali węglowej; moduł sprężystości około 105 GPa; przewodność cieplna około 17 W/(m·K), dlatego zastosowano cienkie ściany i czyste powierzchnie, aby utrzymać konkurencyjny-ogólny współczynnik przenikania ciepła. Temperatura pracy ciągłej jest zwykle ograniczona do około 300 stopni, w zależności od medium i obciążenia mechanicznego.

Zachowanie korozyjne i gdzie pallad się zwraca

Czysty tytan dostępny w handlu składa się z cienkiej,-samonaprawiającej się warstwy tlenku. W środowiskach redukujących folia może lokalnie ulec rozkładowi i właśnie na ten stan wpływa pallad: obniża przepięcie katodowe, dzięki czemu folia szybko ulega ponownej pasywacji. Praktycznym rezultatem jest to, że stopień 7 jest wybierany tam, gdzie stopień 2 znajduje się na granicy powłoki korozyjnej, włączając strumienie rozcieńczonych kwasów chlorowodorowych i siarkowych, chlorki kwaśne, kwasy organiczne i kondensaty technologiczne, a także napowietrzoną wodę morską i słonawą wodę chłodzącą.

Korozja miejscowa: znacznie lepsza odporność na korozję wżerową i szczelinową- niż klasa 2 pod osadami i w ciasnych połączeniach.

Pochłanianie wodoru: folia stabilizowana palladem zmniejsza ryzyko uwodornienia w środowisku kwaśnym, co jest przyczyną kruchości zwykłego tytanu.

Erozja-korozja: wysoka siła jonów metali i dobra ciągliwość pozwalają rurze przetrwać uderzenia występujące na końcach wlotowych.

Pary galwaniczne: szlachetny potencjał korozyjny w porównaniu ze stalą i stopami miedzi, dlatego anody protektorowe i materiał-rur należy rozpatrywać łącznie.

Formy produktów, rozmiary i wykończenie

Rura-wymiennika ciepła klasy 7 jest produkowana w dwóch formach i wykończona zgodnie z harmonogramem montażu płaszcza-i-rur:

Bezszwowy:-obrabiane na zimno i wyżarzane, bez spoin wzdłużnych, preferowane przy wysokim ciśnieniu i rurach, które będą walcowane, a następnie-zgrzewane z arkuszem sitowym.

Spawane: taśma-uformowana ze spoiną wzdłużną, wyżarzana i testowana, ekonomiczny wybór w przypadku dużych skraplaczy i-wygiętych w kształcie litery U wiązek z długimi prostymi ramionami.

Wiązki-wygięte w kształcie litery U: rury wygięte do promienia ciągnienia po końcowej obróbce cieplnej i testach, ze strefą zgięcia zbadaną pod kątem owalności i pocienienia ścianek.

Typowe średnice zewnętrzne rur wymiennika wynoszą 19,05 mm (3/4 cala) i 25,4 mm (1 cal), przy grubości ścianki wybranej z zakresu od BWG 12 do BWG 18, zgodnie z ciśnieniem projektowym i naddatkiem na korozję; inne średnice i ścianki produkowane są na zamówienie. Wykończenia powierzchni obejmują wytrawianie, wyżarzanie jasne i otwory polerowane mechanicznie lub elektrolitycznie. Do każdej przesyłki dołączona jest certyfikacja EN 10204 3.1 obejmująca wyniki badań chemicznych i mechanicznych.

Zastosowania rur tytanowych klasy 7

Wymienniki rafineryjne i petrochemiczne, w tym instalacje uwodornienia i instalacje PTA.

Sprzęt do chlorowania-alkalii, wymienniki ciepła linii trawienia i chłodnice kwasu.

Wytwarzanie energii: skraplacze,-systemy odsiarczania gazów spalinowych i wymienniki geotermalne.

Odsalanie i inżynieria morska: morskie systemy chłodzenia i wymienniki okrętowe.

Parowniki LNG i wymienniki do-przetwarzania gazu, obsługujące mokre strumienie-zawierające chlor.

Instalacja środowiskowa: płuczki-gazów spalinowych, wyparniki ścieków i jednostki do pirolizy.

Wybór gatunku: Stopień 7 w porównaniu z innymi gatunkami tytanu

Stopień 7 nie jest-silniejszą alternatywą dla stopnia 2; jego zaletą jest elektrochemika. Tam, gdzie dominuje obciążenie mechaniczne, a medium jest łagodne, ekonomicznym wyborem pozostaje klasa 2, podczas gdy klasa 9 zapewnia dodatkową wytrzymałość z dobrą odpornością na wodę morską, ale niższą spawalnością niż gatunki niestopowe.

Często zadawane pytania

P: Czy klasa 7 jest taka sama jak klasa 2 z dodatkiem palladu?
Zasadniczo tak. Klasa 7 zachowuje niestopową bazę tytanową z klasy 2 i dodaje 0,12-0,25% palladu, który stabilizuje warstwę pasywną w kwasach redukujących. Minimalne wymagania dotyczące rozciągania i plastyczności są identyczne i wynoszą odpowiednio 345 MPa i 275 MPa.

P: Jaką formę wybrać, bezszwową czy spawaną?
Bezszwowe są preferowane w przypadku wysokiego ciśnienia projektowego, trudnych cykli termicznych oraz rur, które są rozszerzane i uszczelniane-z arkuszem rury. Rura spawana jest w pełni akceptowalna w przypadku skraplaczy i dużych wiązek, jeśli spoina została zakwalifikowana w drodze prób spłaszczania, zginania i hydrostatyki zgodnie z normą ASTM B338.

P: Dlaczego wymagania dotyczące wydłużenia są różne w przypadku rur bez szwu i rur spawanych?
Wymóg wydłużenia ASTM B338 jest większy lub równy 20% dla długości sprawdzianu 4D dla rury bez szwu i większy lub równy 15% dla rury spawanej, ponieważ spoina i otaczająca ją strefa-wpływu ciepła mają grubszą strukturę niż przerobiony metal macierzysty. Obie wartości są wartościami minimalnymi w stanie wyżarzonym.

P: W jakiej temperaturze można używać rurki klasy 7?
Ciągła praca jest zwykle ograniczona do około 300 stopni, w zależności od medium i stresu. Powyżej tego poziomu gatunki niestopowe szybko tracą wytrzymałość i odporność na utlenianie, dlatego bardziej odpowiedni staje się stop taki jak klasa 9 lub gatunek alfa-beta o wyższej wytrzymałości.

P: W jaki sposób rurka jest testowana przed dostawą?
Standardową praktyką jest badanie korpusu prądami wirowymi lub ultradźwiękowymi, badanie spłaszczenia lub zginania spawanego produktu, badanie ciśnienia hydrostatycznego lub pneumatycznego, jeśli jest to wymagane, oraz weryfikacja chemiczna i rozciągająca każdego ciepła. Certyfikaty są wydawane zgodnie z EN 10204 3.1 z pełną identyfikowalnością od numeru wytopu do tuby.

P: Czy rurę klasy 7 można-wyżarzać lub spawać na miejscu?
Tak, ale operacje muszą być wykonywane w osłonie obojętnej z osłoną gazową, ponieważ tytan powyżej około 400 stopni pochłania tlen i azot, a złącze staje się kruche. Wyżarzanie-po spawaniu przeprowadza się w próżni lub atmosferze obojętnej, nigdy w powietrzu.