Eine Legierung, drei Bezeichnungen
Kommerziell reines Titan der Güteklasse 2 wird durch drei weit verbreitete Systeme identifiziert. ASTM B265 und verwandte Produktnormen nennen es Klasse 2; das einheitliche Nummerierungssystem bezeichnet es als UNS R50400; und im europäischen Materialnummerierungssystem wird es als 3.7034 mit der DIN-Materialbezeichnung Ti 99.2 aufgeführt. Alle drei beziehen sich auf die gleiche Nennzusammensetzung: mindestens 99,2 Prozent Titan mit kontrolliertem Sauerstoff bis zu 0,25 Prozent und Eisen bis zu 0,30 Prozent.
Die Mehrfachbezeichnungen spielen im internationalen Handel eine Rolle, da eine Rohrbestellung in jedes der Systeme geschrieben werden kann. Ein verantwortungsvoller Lieferant versieht die Bezeichnungen auf dem Zertifikat mit Querverweisen-, damit der Käufer überprüfen kann, ob das Material den lokalen Vorschriften entspricht, sei es ASTM, EN oder eine interne Norm.
Eigenschaften von Rohren der Güteklasse 2
Geglühte Rohre der Güteklasse 2 haben eine Mindestzugfestigkeit von 345 MPa, eine Mindeststreckgrenze von 275 MPa und eine Mindestdehnung von 20 Prozent bei einer Messlänge von 50 mm. Diese Festigkeit reicht für den Betrieb von Kondensatoren und Wärmetauschern bei typischen mantel- und rohrseitigen Drücken aus und ermöglicht dünne Wände, die das Bündel leicht und thermisch effizient halten.
Die Korrosionsbeständigkeit ist das entscheidende Merkmal: Grad 2 widersteht Meerwasser, Brackwasser, Chloriden, oxidierenden Säuren und den meisten organischen Medien durch seinen stabilen Oxidfilm. Es ist immun gegen Chlorid-Spannungskorrosionsrisse und weist eine hervorragende Beständigkeit gegen Lochfraß und Erosion auf, weshalb es Kupfer--Nickel- und Edelstahlrohre in Anlagen mit korrosivem Kühlwasser ersetzt.
Warum Kondensatoren und Wärmetauscher es verwenden
Kraftwerkskondensatoren, Raffineriekühler, Entsalzungsanlagen, chemische Austauscher und Schiffskühler sind alle mit Rohren der Güteklasse 2 ausgestattet. Die Betriebserfahrung wird in Jahrzehnten gemessen: Titanrohre bilden keine Löcher, benötigen keine Korrosionszugabe und erfordern keine chemische Behandlung des Kühlwassers zum Korrosionsschutz. Die geringe Verschmutzungsneigung der glatten Oxidoberfläche sorgt für eine hohe Wärmeübertragung und lange Reinigungsintervalle.
Der wirtschaftliche Fall ist am stärksten, wenn es sich bei dem Kühlwasser um Meerwasser oder chloridhaltiges Industriewasser handelt. Ein Kondensator mit Titan--Röhren kostet anfangs mehr als ein Kupfer--Nickel-Gerät, überdauert jedoch mehrere Austauschvorgänge und macht den Kupferabfluss und die Bioziddosierung überflüssig, die heute durch Umweltvorschriften eingeschränkt sind. Die Analyse der Lebenszykluskosten spricht bei diesen Aufgaben durchweg für Titan.
Nahtlose und geschweißte Formen
ASTM B338 deckt sowohl nahtlose als auch geschweißte Rohre der Güteklasse 2 ab. Nahtlose Rohre werden durchbohrt und aus einem Block gezogen, wodurch eine gleichmäßige Wand ohne Schweißnaht entsteht. Sie werden für hohe Drücke und kritische Bündel bevorzugt. Geschweißtes Rohr wird aus Band geformt und unter Schutzgas geschweißt, dann geglüht und untersucht; Bei richtiger Schweißqualität bietet es eine nahtlose Korrosionsleistung bei geringeren Kosten, was es zum Standard für große Projekte zur Neuverrohrung von Kondensatoren macht.
Beide Formen werden in geraden Längen oder U-Bögen mit Durchmessern ab ca. 6 mm und Wandstärken ab 0,4 mm geliefert. Das fertige Rohr wird über seine gesamte Länge einer Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfung unterzogen, und an den Stellen, an denen die Konstruktion dies erfordert, wird eine hydrostatische Prüfung durchgeführt.
Herstellungs- und Retubing-Praxis
Die Herstellung erfolgt nach bewährter Titanpraxis: saubere Handhabung zur Vermeidung von Eisenverunreinigungen, kontrolliertes Einrollen der Rohre in Rohrböden und Argon-abgeschirmtes Dichtungsschweißen, wenn die Dichtheit von entscheidender Bedeutung ist. Um einen vorhandenen Kondensator neu zu verrohren, werden die alten Rohre gezogen, die Rohrbodenlöcher gereinigt und vermessen, und die neuen Titanrohre werden gerollt und optional mit der gleichen Ausdehnungskontrolle dicht-geschweißt.
Bei Rohrplattenmaterialien handelt es sich in der Regel um Kohlenstoffstahl mit einer titanbeschichteten Oberfläche oder um massives Titan, wenn Meerwasserkorrosion der Platte ein Problem darstellt. Das Bündel wird dann hydrostatisch getestet und bei Code-registrierten Wärmetauschern werden die Rohr---Verbindungen zwischen Rohr- und -Untersuchung und Dokumentation durchgeführt. Diese disziplinierte Praxis sorgt für die lange Lebensdauer, für die Titankondensatoren bekannt sind.
Häufig gestellte Fragen
F: Was bedeuten UNS R50400 und 3.7034?
A: R50400 ist die UNS-Bezeichnung und 3.7034 die europäische Materialnummer für dieselbe kommerziell reine Titanlegierung der Güteklasse 2.
F: Welche Festigkeit hat ein Titanrohr der Güteklasse 2?
A: Die Mindestzugfestigkeit beträgt 345 MPa, die Streckgrenze 275 MPa und die Dehnung mindestens 20 Prozent im geglühten Zustand.
F: Warum wird Grade 2 in Kondensatoren verwendet?
A: Es widersteht Meerwasser- und Chloridangriffen ohne Korrosionszugabe, Verschmutzung oder chemische Behandlung und bietet jahrzehntelange Lebensdauer bei niedrigen Lebenszykluskosten.
F: Sind geschweißte Rohre der Güteklasse 2 für Wärmetauscher geeignet?
A: Ja, wenn die Schweißnaht unter Schutzgas erfolgt und das Rohr geglüht und über die gesamte Länge untersucht wird, erreicht das geschweißte Rohr eine nahtlose Korrosionsleistung bei geringeren Kosten.
F: Können Titanrohre der Güteklasse 2 U-gebogen werden?
A: Ja, U--Biegen ist bei Dornwerkzeugen Standard und der Biegeradius folgt dem Rohrdurchmesser und der Wandstärke entsprechend der Praxis des Herstellers.
