Сварная титановая труба ASTM B862 Ti2: свойства, применение и выбор

Что такое сварная титановая труба ASTM B862 Ti2?

ASTM B862 — это международный стандарт, охватывающий сварные трубы из титана и титановых сплавов, предназначенные для общей коррозии. Обозначение Ti2 относится к технически чистому титану класса 2, обозначенному как UNS R50400, с химическими пределами, определенными в ASTM B265. Марка 2 является наиболее широко используемой маркой коммерческого чистого титана, поскольку она сочетает в себе полезную прочность, отличную свариваемость и выдающуюся коррозионную стойкость при умеренной стоимости.

В отличие от бесшовных труб, производимых в соответствии с ASTM B338 или ASTM B861, сварные трубы изготавливаются из полосы или пластины и соединяются продольным сварным швом с полным-проваром, выполненным с помощью автоматизированной газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW) под защитой инертного газа. Когда сварной шов проверен неразрушающим контролем, готовая труба имеет механические характеристики, близкие к характеристикам основного металла, оставаясь при этом значительно более экономичной, чем бесшовные аналоги.

Химический состав и механические свойства

Титан 2-го класса содержит минимум 99,2 процента титана. Пределы содержания примесей, которые непосредственно контролируют прочность и коррозионное поведение, приведены ниже в соответствии с ASTM B265.

Минимальными механическими свойствами для труб класса 2 по ASTM B861 и ASTM B862 являются предел прочности на разрыв 345 МПа, предел текучести (смещение 0,2 процента) 275 МПа и удлинение 20 процентов на 50 мм. Эти значения позволяют проектировать технологические трубопроводы с учетом известных правил допустимых напряжений ASME B31.3.

Почему сварные трубы класса 2 подходят для химической перерабатывающей промышленности

Титан класса 2 образует стабильную самовосстанавливающуюся оксидную пленку, которая делает его невосприимчивым к точечной, щелевой коррозии и хлоридному-коррозионному растрескиванию под напряжением в условиях, когда нержавеющая сталь 316 быстро выходит из строя. Он хорошо работает в окислительных, нейтральных и слабовосстанавливающих средах, включая хлораты, такие как хлорат натрия, гипохлориты, такие как отбеливатель, влажный газообразный хлор, окисляющие кислоты, такие как азотная и хромовая кислота, а также широкий спектр органических хлоридов.

У материала есть ограничения: его нельзя использовать в не-аэрированных сильно восстанавливающих кислотах, таких как горячая концентрированная соляная или серная кислота. Для этих услуг подходящей модернизацией является стабилизированный палладием-класс 7 (Ti-0,15Pd) или 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni).

Области применения на технологических предприятиях

Хлор-щелочные установки: перекачка влажного газообразного хлора (горячего или холодного), хранение и транспортировка гипохлорита натрия, линии раствора хлората для получения диоксида хлора при отбеливании целлюлозы.

Производство органической химии: потоки, содержащие хлорбензол, винилхлорид и другие органические хлориды при производстве пестицидов, красителей, пигментов и ПВХ; обслуживание уксусной и муравьиной кислоты с загрязнением хлоридами.

Неорганические химикаты: установки концентрирования и регенерации азотной кислоты, установки высокого-разложения карбамида.

Нефтепереработка и нефтехимия: верхние системы перегонки сырой нефти, работающие с HCl, H2S и водяным паром; конденсаты установок гидроочистки, содержащие хлорид аммония и бисульфид аммония.

Экологическая инженерия: трубопроводы промышленных сточных вод с хлоридами и сульфидами, линии конденсата сероочистки дымовых газов после скрубберов.

Рекомендации по проектированию и изготовлению

Сварка: используйте GTAW с защитой аргоном высокой-чистоты как для корня, так и для поверхности; присадочный металл ERTi-2 является стандартным. Загрязнение с содержанием кислорода выше 250 ppm делает сварной шов хрупким.

Щелевая коррозия: избегайте застойных зон, мертвых зон с прокладками и фланцев, подвергающихся воздействию температуры выше 120 градусов Цельсия в условиях эксплуатации с высоким-хлоридом и-недостатком кислорода.

Эрозия и кавитация: ограничьте скорость жидкости при наличии твердых частиц, обычно ниже 6–9 м/с в зависимости от загрузки частиц.

Гальваническая связь: изолируйте титан от углеродистой стали и медных сплавов, чтобы предотвратить ускоренное воздействие менее благородного металла.

Сварная труба или бесшовная труба: как выбрать

Сварная труба по стандарту ASTM B862 является предпочтительным экономичным решением для большинства технологических линий CPI, соединений теплообменников и инженерных систем, поскольку она обеспечивает эквивалентную коррозионную стойкость при меньших затратах. Бесшовные трубы по стандарту ASTM B338 или ASTM B861 следует выбирать, когда условия эксплуатации требуют максимальной целостности давления без сварного шва, например, при работе с водородом под высоким-давлением, при тяжелых циклических нагрузках или в линиях с тонкими-инструментальными приборами, где проверка сварных швов нецелесообразна.

Часто задаваемые вопросы

Подходит ли труба ASTM B862 Ti2 для эксплуатации в морской воде?

Да. Титан класса 2 широко используется в системах охлаждения морской воды, опреснительных установках и морских трубопроводах, поскольку его оксидная пленка невосприимчива к хлоридной точечной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением.

Какой присадочный металл используется для сварки титановых труб Grade 2?

Присадочная проволока ERTi-2 является стандартной для соединений класса 2. Обе стороны сварного шва должны быть защищены аргоном высокой чистоты, а в зоне сварки содержание кислорода должно оставаться ниже 250 ppm.

Как сварные трубы класса 2 сравниваются с нержавеющей сталью 316L по содержанию хлоридов?

Титан класса 2 невосприимчив к хлоридной точечной коррозии, щелевой атаке и хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением, а нержавеющая сталь 316L подвержена точечной и щелевой коррозии при температуре выше примерно 60 градусов Цельсия в хлоридной среде.

Какие толщины и диаметры стенок характерны для сварных титановых труб?

Сварные трубы обычно поставляются диаметром от 15 до 600 мм с толщиной стенок от 0,9 до 12 мм; более крупные и толстые секции доступны на основе проекта.

Требуется ли термообработка после-сварки титановых труб класса 2?

Нет. Технически чистый титан не требует термообработки после-сварки. Чистый сварной шов с надлежащей защитой аргоном обеспечивает полную-прочность и пластичность соединений в-состоянии сварки.

Можно ли использовать сварную трубу ASTM B862 для работы под высоким-давлением?

Да, в пределах допустимых напряжений, предусмотренных действующими нормами проектирования. Сварной шов проверяется на 100 процентов, а трубы подвергаются гидростатическим испытаниям, но бесшовные трубы остаются лучшим выбором для самых тяжелых условий давления и усталости.