Isı değiştirici uygulamaları için 0.3-5mm et kalınlığında ASTM B338 Gr2 Dikişsiz Titanyum Boru

ASTM B338 Sınıf 2 dikişsiz titanyum boru (UNS R50400), özellikle deniz suyu ve klorür içeren soğutma sistemlerinde aşındırıcı ortamlarda çalışan ısı değiştiriciler ve kondenserler için ticari olarak saf titanyumdan üretilir. Boyuna kaynak dikişi olmadan soğuk haddeleme veya soğuk çekme yoluyla üretilen boru, korozyon direnci, boyutsal tutarlılık ve güvenilir mekanik özellikler sunar.

Sınıf 2 titanyum, tavlanmış durumda minimum 345 MPa çekme mukavemeti, minimum 275 MPa akma mukavemeti ve minimum %20 uzama sunar. 6 ila 65 mm dış çap ve 0.3 ila 5 mm et kalınlıklarında mevcut olan dikişsiz titanyum boru, ısı değiştirici üretim gereksinimlerini karşılamak üzere özelleştirilmiş uzunluklarda ve yüzey kaplamalarında tedarik edilebilir.

Yaygın boyutlar arasında 19 × 1.2 mm ve 19 × 1.5 mm, ayrıca 25.4 mm, 32 mm ve 38 mm dış çapları kullanan özelleştirilmiş boru boyutları bulunur. Mevcut çap ve et kalınlığı kombinasyonları üretim fizibilitesine bağlıdır.

ASTM B338, boru boyutuna göre farklı dış çap toleransları belirtir:

Bunlar standart freze kaplamalı boyutsal toleranslardır. Minimum et kalınlığına sahip borular için standart, farklı bir et kalınlığı toleransı düzenlemesi sağlar. Daha sıkı toleranslar, müşterinin çizimleri ve üretim gereksinimlerine karşı değerlendirilebilir.

Sınıf 2 titanyum, deniz suyunda genel korozyona ve çukurlaşmaya karşı mükemmel direnç sağlayan kararlı bir titanyum oksit filmi oluşturur. Bu, onu klorür açısından zengin soğutma suyuna maruz kalan ısı değiştirici boruları için uygun hale getirir.

Korozyon performansı, çalışma ortamına bağlıdır. Yüksek sıcaklıklar, oksijenden fakir yarıklar ve belirli indirgeyici asitler ek malzeme uyumluluğu değerlendirmesi gerektirir. Sınıf 7 ve 12, daha şiddetli koşullar altında daha iyi direnç sunabilir.

ASTM B338 Sınıf 2 titanyum boru, tavlanmış durumda belirtilen minimum 345 MPa çekme mukavemetine ve minimum %20 uzamaya sahiptir.

Boru boyutlarını nitelendirmek için ASTM B338, flanş testinde iç çapın minimum %20 genişlemesini de belirtir. Bu özellik, boru ucu genişletme ve mekanik birleştirme işlemleri değerlendirilirken önemlidir.

Sınıf 2 titanyum, tipik paslanmaz çeliğe göre yaklaşık %44 daha düşük olan yaklaşık 4.51 g/cm³ yoğunluğa sahiptir.

Temsili fiziksel özellikler arasında yaklaşık 103–105 GPa elastik modül ve oda sıcaklığında, malzeme veri kaynağına bağlı olarak yaygın olarak 16–22 W/(m·K) civarında bildirilen termal iletkenlik bulunur. Bu değerler, ASTM B338 kabul limitlerinden ziyade gösterge niteliğindeki mühendislik özellikleridir.

Korozyon direnci ve düşük yoğunluk kombinasyonu, titanyumu malzeme dayanıklılığının ve ekipman ağırlığının önemli olduğu ince duvarlı ısı transfer boruları için uygun hale getirir.

Isı değiştirici üretiminde yaygın bir endişe, teslim edilen boruların boru levhası deliklerine tutarlı bir şekilde uyup uymayacağıdır.

Aşırı dış çap varyasyonu, ovalite veya tutarsız et kalınlığı, boru yerleştirme ve mekanik genişletme sırasında zorluklara neden olabilir.

TORICH, ASTM B338 ve anlaşılan çizim gereksinimlerine göre dış çap, et kalınlığı ve düzlük boyutsal muayenesini destekler. Montaj ve boru ucu genişletme risklerini azaltmak için üretimden önce özel boyutsal toleranslar incelenebilir.

Titanyum sınıfları oksijen içeriği, alaşım elementleri ve mekanik özellikler açısından farklılık gösterir. Yanlış malzeme tanımlaması korozyon performansını ve ekipman yeterliliğini etkileyebilir.

TORICH, kimyasal bileşim ve mekanik test sonuçlarını kapsayan ısı numarası izlenebilirliği ve malzeme muayene belgelerini destekler.

Sınıf 2 titanyum için oksijen, demir, karbon, azot ve hidrojen limitlerine özel önem verilir. Proje tarafından talep edildiğinde EN 10204 Tip 3.1 muayene belgeleri belirtilebilir.

Küçük yüzey kusurları veya süreksizlikler, ince duvarlı ısı değiştirici borularının güvenilirliğini etkileyebilir.

ASTM B338, dikişsiz borular için ultrasonik muayene ve uygulanabilir bir elektromanyetik, hidrostatik veya pnömatik test yöntemi gerektirir.

TORICH, sipariş hazırlığı sırasında gerekli muayene yöntemlerini ve kabul kriterlerini koordine edebilir. Boru yüzey durumu, çapak alma, taşıma ve koruyucu paketleme de nakliye hasarını ve montaj öncesi kontaminasyonu en aza indirmek için anlaşılan gereksinimlere göre kontrol edilir.

• ASTM B338-17(2026): Kondenserler, evaporatörler ve ısı değiştiriciler için tasarlanmış dikişsiz ve kaynaklı titanyum ve titanyum alaşımlı borular. Bu, birincil ürün standardıdır.
• ASME SB-338: Uygulanabilir basınçlı ekipman projelerinde kullanılan titanyum ısı değiştirici boruları için ilgili ASME malzeme spesifikasyonu.
• EN 10204: Tip 3.1 sertifikaları dahil olmak üzere metalik ürün muayene belgeleri için gereksinimler. Bu, bir titanyum boru ürün spesifikasyonu değil, bir dokümantasyon standardıdır.
• GOST 22897-2023: Genel endüstriyel uygulamalar için dikişsiz soğuk deforme edilmiş titanyum ve titanyum alaşımlı borular.
• JIS H 4632:2018: Isı değiştiriciler için dikişsiz titanyum ve titanyum alaşımlı borular.
• GB/T 3625-2007: Kondenserler ve ısı değiştiriciler için titanyum ve titanyum alaşımlı borular.

Farklı bölgesel spesifikasyonlar, malzeme sınıfları, boyutlar ve testler için ayrı gereksinimlere sahiptir. Bir standarda uyumluluk, otomatik olarak başka bir standarda uyumluluk sağlamaz.

ASTM B338 Sınıf 2 dikişsiz titanyum boru, kıyı santrallerinde kurulu deniz suyu soğutmalı kabuk ve borulu yüzey kondenserlerinde kullanılır.

Bu ekipmanda, titanyum boruların içinden deniz suyu akarken egzoz buharı dış yüzeylerde yoğunlaşır. Boru duvarı, iki akışkanı ayrı tutarken aralarındaki ısıyı transfer eder.

Sınıf 2 titanyum, deniz suyu korozyonuna karşı direnç sağlayarak uzun süreli çalışma sırasında boru duvarı bozulması riskini azaltır.

Kondenser üreticileri için ana gereksinimler, boru levhası montajı için tutarlı boru boyutları, korozyona dayanıklı iç ve dış yüzeyler ve kurulumdan önce doğrulanmış boru bütünlüğüdür.

Nihai boru boyutu, et kalınlığı ve malzeme sınıfı, kondenser çalışma basıncı, sıcaklığı, deniz suyu kimyası, tasarım kodu ve beklenen hizmet ömrüne göre seçilmelidir.

Aşağıdaki kimyasal bileşim limitleri, ASTM B338'de yer alan beş titanyum sınıfını kapsar. Kimyasal bileşim ağırlık yüzdesi (%) olarak ifade edilir.

Sınıf 2, ara elementlerin kontrollü seviyelerine sahip ticari olarak saf titanyumdur. Sınıf 1'e kıyasla, daha yüksek izin verilen oksijen içeriği artan mukavemete katkıda bulunur.

Sınıf 7 paladyum içerirken, Sınıf 12 seçilmiş agresif ortamlarda korozyon direncini artırmak için molibden ve nikel içerir.

Aşağıdaki değerler, ASTM B338 kapsamında tavlanmış durumda titanyum sınıfları için belirtilen minimum mekanik özelliklerdir.