ASTM B338 Titanijumska cijev 7 razreda: UNS R52400 Hemija i dimenzioniranje

Šta je ASTM B338 cijev 7. razreda zapravo

ASTM B338 pokriva žarene cijevi od titana i legure titanijuma, bešavne i zavarene, za kondenzatore, izmjenjivače topline, isparivače i uporedive usluge{1}}prijenosa topline. Grade 7 je komercijalno čistog titanijuma koji sadrži paladijum-, registrovan kao UNS R52400. Njegova osnovna hemija je ona stepena 2, sa namjernim dodatkom 0,12-0,25 % paladija koji pomjera potencijal korozije metala u pasivnu regiju čak i kada je otopljeni kisik oskudan.

Dvije tvrdnje koje široko kruže o ovoj ocjeni su netačne i vrijedne korekcije. Razred 7 nije legura aluminijuma-vanadijuma: ne sadrži namjerno aluminijum ili vanadijum i pripada porodici alfa, jednofaznih -heksagonalnih usko-faza. Dodatak paladijuma takođe ne povećava snagu. Stepen 7 je na istom nivou žarene čvrstoće kao i Grade 2, a njegova cijela vrijednost leži u otpornosti na koroziju u uslovima smanjene-kiseline i pukotina.

Hemijski sastav 7. razreda (UNS R52400)

Budući da su međuprostorne granice identične, ove dvije vrste su metalurški zamjenjive u smislu mogućnosti izrade. Biranje između njih je odluka o-korozijskom inženjeringu, a ne odluka o snazi.

Mehanička svojstva i toplinska obrada

Cijev koja se isporučuje u ASTM B338 u žarenom stanju mora zadovoljiti minimalna vlačna svojstva od 345 MPa (50 ksi) zatezne čvrstoće, 275 MPa (40 ksi) granice razvlačenja pri 0,2 % pomaka i 20 % istezanja. Tipične mlinske vrijednosti rade udobno iznad tih minimuma. Fizički podaci koji se obično koriste za dizajn: gustina 4,51 g/cm3, modul elastičnosti oko 102-105 GPa, toplotna provodljivost blizu 16-17 W/(m*K) na sobnoj temperaturi i koeficijent toplotnog širenja od otprilike 8,6 x 10-6 po K.

Toplinska obrada je obično rekristalizacijsko žarenje koje se izvodi u vakuumu ili u inertnoj atmosferi visoke{0}}čistoće. Oslobađanje od stresa pada u opsegu od 540-650 C; potpuno žarenje za kontrolu veličine zrna obično se kreće između oko 650 i 760 C. Vrijeme i temperatura su odabrani kako bi veličina zrna bila dovoljno fina za ispitivanje vrtložnim strujama i za savijanje, te da se ograniči formiranje alfa-slučaja. Prikupljanje vodonika mora se izbjegavati tokom svake termičke operacije, jer paladijumski sloj gubi svoju prednost ako se prekorači granica vodonika iz specifikacije.

Zašto paladijum mijenja priču o koroziji

Komercijalno čist titanijum zavisi od tankog,-samopopravljajućeg oksidnog filma. U gaziranim neutralnim hloridima taj film je stabilan i Grade 2 ima dobre rezultate. U redukcijskim kiselinama kao što su klorovodična ili sumporna kiselina, ili unutar uskih pukotina gdje se kisik ne može dopuniti, film se može razbiti i počinje aktivno otapanje. Paladij na površini katalizira rekombinaciju vodonika, što povećava potencijal legure i ponovo{5}}uspostavlja pasivnost.

Niži-palladijum 16 se često prvo procjenjuje na osnovu troškova. Stepen 7 je specificiran kada podaci o koroziji ili servisno iskustvo zahtijevaju punu paletu paladija.

Dimenzije, ispitivanje i{0}}specifični zahtjevi za cijevi

Cijev za izmjenjivanje topline{1}} stepena 7 se obično proizvodi u vanjskim promjerima od oko 12,7 mm do 60 mm sa zidovima od 0,5 mm do 3,0 mm, u ravnim dužinama ili kao U- krivine. Praksa naručivanja slijedi B338 za tolerancije prečnika, zida i dužine, ravnost i dozvoljenu ovalnost. Obično potrebna ispitivanja su ispitivanje zatezanja, spljošteno ili obrnuto-spljoštenje, ispitivanje prirubnice, ispitivanje vrtložnom-punom dužinom i ispitivanje hidrostatskim ili pneumatskim pritiskom. Tamo gdje će se cijev proširiti u cijevni list, tvrdoća mnogo iznad 200 HV usporava valjanje, što je još jedan razlog zašto se preferira žareno stanje.

Zavarivanje, oblikovanje i čistoća

Stepen 7 zavaruje slično kao i Grad 2. Zavarivanje gasom volframovog luka sa pratećim štitom ili zavarivanje unutar komore sa-pročišćenom argonom je standardna praksa. Svijetlo srebrnasti zavar ukazuje na adekvatnu zaštitu, dok slamnato ili plavo nijansiranje znači kontaminaciju i smanjenu otpornost na koroziju. Dodatni metal se podudara sa ERTi-7. Radna površina mora biti čista od kontaminacije gvožđem i bakrom, rezni alati treba da budu posvećeni titanijumu, a kiseljenje se vrši mešavinama azotne i fluorovodonične kiseline nakon čega sledi temeljno ispiranje. Nakupljanje željeza na površini jedan je od najčešćih uzroka prerane korozije u servisu na terenu, a nevidljivo je nakon strojne obrade.

Primjene i uobičajene zablude

Uobičajena upotreba uključuje hemijske-procesne izmjenjivače topline koji rukuju hloridima i razrijeđenim redukcijskim kiselinama, desalinizaciju i salamuru, komponente za{1}}odsumporavanje dimnih plinova i prečistača, opremu za izbjeljivanje celuloze i papira-i brodski hardver. U vazduhoplovnim programima, paladijum-koji sadrži komercijalno čisti titanijum se pojavljuje u fluidnim sistemima, zemaljskoj-opremi za podršku i specijalizovanom hardveru, a ne u primarnoj strukturi letelice, gde dominiraju viši-alfa-beta razredi jačine. Specifikacija nabavke koja imenuje Grade 7 za dio okvira aviona pod opterećenjem treba da se pregleda imajući to na umu.

Ponavljajuća zabluda: da je Grade 7 legura aluminijuma-vanadijuma; da paladijum povećava snagu; da su razred 7 i razred 12 zamjenjivi; i da bolja otpornost na koroziju uklanja potrebu za pravilnom zaštitom zavara. Svaki od njih vodi ili do pre-specificirane ili do nedovoljno{6}}zaštićene komponente.

FAQ

P: Da li je stepen 7 jači od stepena 2?
Ne. Minimalna žarena vlačna i čvrstoća tečenja su identične na 345 MPa i 275 MPa. Razlika je u otpornosti na koroziju od dodatka paladija.

P: Može li Grade 7 zamijeniti Grade 12 u toplom hloridu?
Ne automatski. Grade 12, UNS R53400, sa molibdenom i niklom je često bolji izbor u okruženjima sa visoko-hloridom i pukotinama; odabir treba slijediti podatke o koroziji za stvarni medij i temperaturu.

P: Mora li se cijev razreda 7 isporučiti žarena?
ASTM B338 cijev se naručuje u žarenom stanju, koje podržava potrebnu izduženost, performanse spljoštenja, inspekciju vrtložnih{1}}struja i ekspanziju cijevnih ploča.

P: Kako se ispituje cijev 7. razreda?
Tipični zahtjevi su ispitivanje pune dužine-vrtložna-, ispitivanja zatezanja i spljoštenja, provjera dimenzija i hidrostatičko ili pneumatsko ispitivanje pod pritiskom, sa radiografijom zavara gdje je cijev zavarena.

P: Koji dodatni metal odgovara razredu 7?
ERTi-7 punilo se koristi za zavarene spojeve u komponentama razreda 7. ERTi-2 bi razrijedio sadržaj paladija u zavarenom bazenu i smanjio lokalnu otpornost na koroziju.

P: Koja je debljina zida normalna za servis{0}}izmjenjivača topline?
Uobičajena praksa je 0,9 mm do 2,1 mm za promjere cijevi između oko 19 mm i 25,4 mm, prilagođeno projektnom pritisku, dopuštenju korozije i zahtjevima proširenja.