Rura tytanowa ciągniona na zimno, klasa 12, ASTM B338: Dane UNS R53400

Rura tytanowa klasy 12: co oznacza oznaczenie gatunku

Klasa 12, zarejestrowana jako UNS R53400 i objęta normą ASTM B338 dla rur, to stop tytanu zbliżony-alfa wytwarzany przez dodanie molibdenu i niklu do handlowo czystego tytanu. Standardowym dodatkiem jest 0,2-0,4% molibdenu i 0,6-0,9% niklu. Razem zwiększają potencjał korozyjny stopu i czynią go znacznie bardziej odpornym na atak szczelin i łagodnie redukujące kwasy w podwyższonej temperaturze niż niestopowy stopień 2.

Gatunek ten jest często mylony z klasami 7, 11 i 16, które osiągają podobną poprawę w przypadku palladu zamiast molibdenu i niklu. Te dwie rodziny nie są zamienne na papierze. Gatunek molibdenu-niklu dobrze sprawdza się w gorących chlorkach i jest znacznie mniej narażony na cenę i dostępność palladu, podczas gdy rodzina palladu jest ogólnie preferowana w przypadku stosowania silnie redukujących kwasów.

Chemia, standardy i odpowiedniki

Gatunek występuje w normie ASTM B265 dla arkuszy, taśm i płyt, B337 dla rur bez szwu, B338 dla rur, B348 dla prętów i kęsów oraz B381 dla odkuwek, gdzie oznaczenie odkuwki to F-12. Jego ujednolicony wpis w systemie numeracji to R53400. Kupujący powinni sprawdzić, która z tych specyfikacji produktu ma zastosowanie, ponieważ wymagania mechaniczne i tolerancje różnią się między nimi.

Właściwości mechaniczne i fizyczne

Minimalne właściwości wyżarzonej oczekiwane dla rury klasy 12 to wytrzymałość na rozciąganie 483 MPa (70 ksi), granica plastyczności 345 MPa (50 ksi) przy przesunięciu 0,2% i wydłużenie 18%. Jest to wyraźny krok w porównaniu z kombinacją 345 MPa, 275 MPa i 20%, która ma zastosowanie do klasy 2. Gęstość wynosi 4,51 g/cm3, moduł sprężystości około 103-107 GPa i przewodność cieplna około 15-17 W/(m*K), z cytowanym beta transusem w pobliżu 890 C (1634 F).

Ponieważ ten gatunek jest stopem bliskim-alfa, nie ulega on wzmocnieniu w wyniku obróbki przesycającej ani starzenia. Jest dostarczany w stanie wyżarzonym, a każda obróbka cieplna ma na celu przywrócenie plastyczności i złagodzenie naprężeń szczątkowych powstałych w wyniku ciągnienia na zimno, a nie zwiększenie wytrzymałości.

Ciągnienie na zimno: jak powstaje rura B338 klasy 12

Ciągnienie na zimno rozpoczyna się od wgłębienia, które zostało wytłaczane na gorąco lub walcowane na gorąco, a następnie kondycjonowane przez obróbkę skrawaniem lub szlifowanie. Skorupa jest zaostrzona, smarowana i przeciągana przez matrycę na trzpieniu, który kontroluje ścianę, zmniejszając średnicę i ścianę w kontrolowanym przejściu. Konieczne jest wykonanie kilku przejść z pośrednim wyżarzaniem rekrystalizacyjnym pomiędzy nimi w celu przywrócenia plastyczności; pomiędzy wyżarzaniem rurę odkamienia się i trawi w kwasie azotowym-fluorowodorowym, następnie płucze i suszy.

Operacje wykańczające obejmują przejście końcowe w celu kontroli wymiarów, wyżarzanie próżniowe lub-w gazie obojętnym w temperaturze około 700-790 C dla tej chemii, prostowanie, cięcie na długość i badanie-prądami wirowymi- pełnej długości. Na żądanie rury są również poddawane próbie ciśnieniowej, a także formowane są zagięcia w kształcie litery U i odprężane.

Zachowanie i zastosowania korozyjne

Stopień 12 wybiera się, gdy gorące strumienie- zawierające chlorki atakują szczeliny wymiennika ciepła i gdy w umiarkowanej temperaturze występują rozcieńczone kwasy redukujące. Typowe zastosowania to rafinerie i petrochemiczne wymienniki ciepła, urządzenia do-odparowywania solanki i soli, zbiorniki i rurociągi do procesów chemicznych-, a także systemy morskie. W wodzie morskiej ogólna szybkość korozji tytanu jest znikoma, więc praktycznym rodzajem awarii w tych środowiskach jest atak szczeliny pod osadami, a nie jednolita utrata ścianki, czyli dokładnie ten tryb, na który ma się oprzeć klasa 12.

Terminologia: Rura, rura i etykieta rury ciągnionej na zimno

W opisach tego produktu często nazywa się go rurą ciągnioną na zimno, która stanowi mieszankę dwóch różnych systemów ASTM. ASTM B338 obejmuje rury, ogólnie określone na podstawie średnicy zewnętrznej i grubości ścianki do-przesyłania ciepła, ASTM B861 obejmuje rury bez szwu do ogólnych zastosowań korozyjnych, a ASTM B862 obejmuje rury spawane, w obu przypadkach uporządkowane według nominalnego rozmiaru rury i harmonogramu. Ciągniony na zimno, bez szwu-produkt do przenoszenia ciepła pozostaje rurą B338, nawet jeśli jest oferowany w średnicach zewnętrznych-podobnych do rur, a certyfikat huty powinien określać, jakiego systemu wymiarowego przestrzegają tolerancje, ponieważ tolerancje rur i rurek nie są takie same.

Uwagi dotyczące produkcji i spawania

Gatunek 12 dobrze reaguje na spawanie łukiem wolframowym w gazie z wypełniaczem ERTi-12 w tych samych, całkowicie obojętnych warunkach, jakie są wymagane w przypadku innych gatunków tytanu. Formowanie odbywa się na zimno, zwracając uwagę na sprężystość. Obróbka wymaga ostrych narzędzi, dużego przepływu chłodziwa i umiarkowanych prędkości skrawania ze względu na niską przewodność cieplną tytanu. Zanieczyszczenia żelazem wprowadzone przez stalowe narzędzia lub szczotki stalowe są częstą przyczyną miejscowej korozji i należy je wykluczyć z powierzchni warsztatu wykorzystywanej do obróbki tytanu.

Często zadawane pytania

P: Czy klasa 12 to to samo, co klasa 2?
Nie. Klasa 12 zawiera 0,2-0,4% molibdenu i 0,6-0,9% niklu, ma wyższą wytrzymałość minimalną i toleruje gorące chlorki i szczeliny znacznie lepiej niż niestopowa klasa 2.

P: Dlaczego klasa 12 nazywana jest stopem bliskim-alfa?
Jego niewielkie dodatki stabilizują fazę alfa z ograniczoną retencją beta, dzięki czemu zachowuje się jak stop alfa podczas produkcji, zapewniając jednocześnie lepszą odporność na korozję.

P: Jaka jest minimalna granica plastyczności rury klasy 12?
345 MPa (50 ksi) przy przesunięciu 0,2% w stanie wyżarzonym, przy minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 483 MPa (70 ksi) i minimalnym wydłużeniu 18%.

P: Czy klasa 12 wymaga-obróbki cieplnej po spawaniu?
Nie normalnie. Spoiny w gatunku wyżarzonym pozostawia się w stanie spawanym, gdy osłona jest wystarczająca; odprężanie można określić w przypadku-zgięć w kształcie litery U lub mocno-części formowanych na zimno.

P: Czy klasa 12 może być stosowana w wymiennikach ciepła wody morskiej?
Tak. Jest szeroko stosowany w obwodach chłodzenia zawierających chlorki i solanki, gdzie główną zaletą jest odporność na korozję szczelinową pod osadami w porównaniu z klasą 2.

P: Dlaczego w przypadku rur ciągnionych na zimno zaleca się badanie-prądami wirowymi?
Rysowanie może skutkować powstaniem zakładek, szwów i zmian w ścianach, a ekrany badawcze-prądu wirowego-pełnej długości będą stosowane na całej długości, a nie tylko na końcach używanych do badań niszczących.