Was ist ein Titanrohr UNS R50400 (Grad 2)?
UNS R50400 ist kommerziell reines Titan der Güteklasse 2, die in Prozessanlagen am häufigsten verwendete Titansorte. Es enthält kontrollierte Mengen an Sauerstoff und Eisen, aber keine Legierungszusätze, sodass es mäßige Festigkeit mit der Korrosionsbeständigkeit eines unlegierten Metalls verbindet: ein passiver Oxidfilm, der sich an der Luft oder im Wasser selbst repariert und Meerwasser, Chloriden, oxidierenden Säuren und Laugen widersteht. Rohre der Güteklasse 2 sind für chemische Prozessleitungen, Kondensatoren, Wasseraufbereitung, Entsalzung und den Transport von Flüssigkeiten und Gasen spezifiziert, wo Kohlenstoffstahl, Kupferlegierungen und viele rostfreie Stähle zu schnell korrodieren.
Es werden zwei Produktrouten verwendet. Nahtlose Rohre werden aus einem stranggepressten oder gelochten Hohlraum hergestellt und anschließend kaltverformt, haben also keine Längsschweißnaht und werden für höchste Drücke sowie für den sauren und zyklischen Betrieb bevorzugt. ERW- und andere geschweißte Rohre werden aus Streifen oder Platten geformt, in Längsrichtung geschweißt und geglüht, was bei größeren Durchmessern und längeren Längen zu geringeren Kosten pro Meter führt.
Chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften
| Element (%) | N | C | H | Fe | O | Ti |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Note 2, max | 0.03 | 0.08 | 0.015 | 0.30 | 0.25 | Gleichgewicht |
| Eigenschaft (geglüht) | Erfordernis |
|---|---|
| Zugfestigkeit | Größer oder gleich 345 MPa (50 ksi) |
| Streckgrenze, 0,2 % Offset | Größer oder gleich 275 MPa (40 ksi) |
| Verlängerung | Größer oder gleich 20 % |
| Härte | typischerweise 160-200 HV |
| Dichte | 4,51 g/cm³ |
| Elastizitätsmodul | ca. 105 GPa |
| Betriebstemperatur | ca. 300 Grad kontinuierlich, medienabhängig |
Beachten Sie, dass es sich bei den oben genannten Werten um die Mindestanforderungen der Spezifikationen für Titanrohre handelt. Rohe Rohre werden in der Regel über dem Mindestwert getestet, da Sauerstoff und Eisen in der Mitte des zulässigen Bereichs gehalten werden und Konstruktionsberechnungen immer noch auf den in der geltenden Norm veröffentlichten minimal zulässigen Spannungswerten basieren müssen.
ERW-geschweißte und nahtlose Rohre: Wie sie sich unterscheiden
| Besonderheit | Nahtlos | ERW / geschweißt |
|---|---|---|
| Längsnaht | Keiner | Eines, nach dem Schweißen geglüht |
| Typische Größe | bis zu etwa 24 Zoll Außendurchmesser | Große Auswahl, wirtschaftlich bei größeren Durchmessern und großen Längen |
| Druckfähigkeit | Höchste, wird für kritische und zyklische Dienste verwendet | Hoch, ausreichend für die meisten Prozess- und Versorgungsleitungen |
| Gleichmäßigkeit der Wand | Sehr gut, aber die Oberfläche ist im extrudierten Zustand rauer | Gleichmäßige Wandung durch Banddicke |
| Relative Kosten | Höhere, längere Vorlaufzeit | Weniger pro Meter, schnellere Verfügbarkeit |
| Inspektionsschwerpunkt | Körper und Enden | Schweißnaht mittels Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfung sowie Abflachungs- und Biegeprüfungen |
Schweiß- und Fertigungshinweise
Güteklasse 2 lässt sich problemlos mit WIG-, Plasma-, Laser- und Orbitalverfahren schweißen; Die Schweißzone und die Kühlperle benötigen eine inerte Abschirmung, da Titan oberhalb von etwa 400 Grad Sauerstoff und Stickstoff absorbiert.
Nach dem Beizen werden nur Drahtbürsten aus Edelstahl oder Titan und spezielle Schneidwerkzeuge verwendet, da eingebettetes Eisen Rostflecken und örtliche Angriffe verursacht.
Die Rohrleitungen werden mit Titan oder einem kompatiblen Füllmetall zusammengesetzt. Wo eine unterschiedliche Verbindung unvermeidbar ist, verhindert ein Isolierdichtungssatz einen galvanischen Angriff auf der weniger edlen Seite.
Hydrostatische oder pneumatische Tests, Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfungen sowie Abflachungstests werden vor dem Versand gemäß den Bestellanforderungen durchgeführt.
Korrosionsverhalten in der chemischen Verarbeitung
Meerwasser und Sole:wirksam immun gegen gleichmäßigen Angriff, mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in belüfteten Chloriden bei Umgebungstemperatur und mäßiger Temperatur.
Oxidierende und neutrale Medien:Salpetersäure, Chromsäure, Hypochloritlösungen und die meisten organischen Säuren werden mit einer sehr geringen Korrosionsrate behandelt.
Reduzierende Säuren:Die Beständigkeit gegen Salz- und Schwefelsäure nimmt mit steigender Konzentration und Temperatur ab, und wenn die Lebensdauer nur begrenzt gewährleistet ist, wird ein palladiumstabilisierter Typ wie Grad 7 eingesetzt.
Trockenes Chlor und chlorierte Lösungsmittel:Titan darf wegen der Gefahr eines schnellen Angriffs oder einer Entzündung niemals mit trockenem Chlorgas oder mit Methanol unter wasserfreien Bedingungen verwendet werden. Wassergehalt und Inhibitorzusatz bestimmen sichere Grenzen.
Wasserstoff:Hydrierung kann unter sauren, wasserstoff-geladenen oder kathodisch geschützten Bedingungen auftreten, daher müssen Temperatur-, pH- und Wasserstoffpartialdruckgrenzen beachtet werden.
Sauerservice:Kommerziell reines Titan ist in den Materialauswahldokumenten für saure-Dienste mit definierten Grenzwerten für Temperatur, pH-Wert und Chloridgehalt enthalten, und die Grenzwerte der geltenden Norm müssen immer auf die spezifische Aufgabe angewendet werden.
Spezifikationen, Größen und Dokumentation
| Artikel | Reichweite |
|---|---|
| Standards | ASTM B338 / ASME SB338 Rohr; ASTM B337 / ASME SB337 geschweißtes Rohr; ASTM B861 / ASME SB861 nahtloses Rohr; ASTM B862 / ASME SB862 geschweißtes Rohr; ASTM B363-Armaturen |
| Noten verfügbar | Gr1, Gr2, Gr3, Gr7, Gr9, Gr11, Gr12 |
| Außendurchmesser | von Kapillargrößen bis zu 24 Zoll oder nach Zeichnung |
| Wandstärke | geplante und nicht-planmäßige Wände, die bei der Auftragseingabe vereinbart werden |
| Länge | einfach zufällig, doppelt zufällig, feste oder geschnittene Länge |
| Endet | glatt, abgeschrägt, mit Gewinde |
| Oberfläche | gebeizt, poliert, mit Säure gewaschen, blankgeglüht |
| Zustand | geglüht, nahtlos oder geschweißt, auf Anfrage kaltverformt |
| Qualitätsdokumente | Materialprüfzertifikat nach EN 10204 3.1 mit Angabe der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften, mit Wärmerückverfolgbarkeit |
| Zusätzliche Tests | Hydrostatische, Wirbelstrom-, Ultraschall-, Härte-, Biege- und Abflachungsprüfungen |
Häufig gestellte Fragen
F: Ist UNS R50400 dasselbe wie Titan der Güteklasse 2?
Ja. UNS R50400 ist die einheitliche Nummerierungssystembezeichnung für kommerziell reines Titan der Güteklasse 2, die unlegierte Güteklasse mit einem maximalen Sauerstoffgehalt von 0,25 % und einer Mindeststreckgrenze von 275 MPa.
F: Wann sollte ein nahtloses Rohr einem ERW-Rohr vorgezogen werden?
Wählen Sie nahtlos für höchste Auslegungsdrücke, starke Temperaturwechsel, sauren Betrieb und alle Anwendungen, bei denen eine Längsschweißnaht für den Endbenutzer nicht akzeptabel ist. ERW-Rohre sind innerhalb ihrer Druck- und Temperaturbereiche die wirtschaftliche Wahl für Versorgungs-, Kühlwasser- und allgemeine Prozessleitungen.
F: Was ist die maximale Arbeitstemperatur?
In den meisten chemischen Umgebungen etwa 300 Grad. Die Grenze hängt sowohl vom Medium als auch vom Metall ab, da sich die Oxidations-, Hydridisierungs- und Korrosionsraten mit der Temperatur beschleunigen und oberhalb dieses Wertes möglicherweise eine Legierung mit höherer -Festigkeit erforderlich ist.
F: Können Rohre der Güteklasse 2 mit Salzsäure verwendet werden?
Nur innerhalb enger Konzentrations- und Temperaturgrenzen. Verdünnte, kohlensäurehaltige Säure bei niedriger Temperatur kann akzeptabel sein; Wenn die Konzentration oder die Temperatur steigt, wird der Passivfilm destabilisiert, und es wird dann eine palladiumhaltige Güteklasse wie Güteklasse 7 oder Güteklasse 17 spezifiziert.
F: Wie wird das geschweißte Rohr vor der Lieferung überprüft?
Die Schweißnaht wird mittels Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfung untersucht, und das fertige Rohr wird einer Abflachungs- oder Biegeprüfung sowie gegebenenfalls einer hydrostatischen oder pneumatischen Druckprüfung unterzogen. Chemische und Zugfestigkeitsergebnisse für die Hitze werden in einem Zertifikat nach EN 10204 3.1. angegeben.
F: Welche Dokumentation liegt der Pfeife bei?
Es wird ein Materialtestzertifikat mit Angaben zur chemischen Zusammensetzung, den mechanischen Eigenschaften, der Schmelzenzahl und, sofern gewünscht, Inspektionen durch Dritte und zusätzlichen zerstörungsfreien Testberichten geliefert, die eine vollständige Rückverfolgbarkeit von der Schmelze bis zum fertigen Rohr ermöglichen.
