Titanrohr der Güteklasse 2 für Wärmetauscher
Anwendbare Normen und Designcodes
Produktnormen: ASTM B338 / ASME SB-338 für Rohre; Passende Platten verwenden ASTM B265 / SB-265.
Zulässige Belastungsbasis: ASME BPVC Abschnitt II-D. Für dünnere Wände sollten Sie die Klasse 2H / 7H / 12H in Betracht ziehen.
Branchenpraxis / Feldregeln
- Halten Sie die Geschwindigkeit auf der Rohrseite ≥ 2 m/s oder wenden Sie 0,5 ppm Chlor an (kontinuierlich oder intermittierend).
- Spülen Sie mit frischem Wasser und trocknen Sie es vor und nach langen Abschaltungen, um Ablagerungen und Spaltenzonen zu reduzieren.
Chemische Zusammensetzung (ASTM B338)
| Element | Max. (%) |
|---|---|
| C | 0.1 |
| Fe | 0.3 |
| O | 0.25 |
| N | 0.03 |
| H | 0.0125 |
| Sonstige (jeweils/gesamt) | 0.10 / 0.40 |
| Ti | Gleichgewicht |
Mechanische und physikalische Eigenschaften (Raumtemperatur, geglüht)
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Zugfestigkeit | ≥345 MPa |
| Streckgrenze Rp0,2 | ≥275 MPa |
| Verlängerung | ≥20% |
| E-Modul | 105 GPa |
| Dichte | 4,51 g/cm³ |
| Wärmeleitfähigkeit | 16,4 W·m⁻¹· K⁻¹ |
| CTE (20-100 °C) | 8,6 μm·m⁻¹· K⁻¹ |
| Spezifische Wärme | 0.523 J·g⁻¹· K⁻¹ |
Grade 2 Rohrlager & Dienstleistungen
Alle Größen sind auf Lager und können auf eine Länge von ±1 mm zugeschnitten werden. Wir bieten Anfasen, Beizen, Sandstrahlen, Polieren, PMI-Nachprüfung und SGS/TÜV-Prüfungen durch Dritte an. Benötigen Sie andere Durchmesser, Wandstärken oder ASTM B861 Prozessrohre? Sagen Sie es uns und wir antworten innerhalb von 24 Stunden.
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| Nein. | Außendurchmesser (mm) | Außendurchmesser (Zoll) | LB (mm) | WT (Zoll) | Länge (m) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 14 | 0.551 | 1.5 | 0.059 | 4.2 |
| 2 | 19 | 0.748 | 1.5 | 0.059 | 4 |
| 3 | 25 | 0.984 | 1.2 | 0.047 | 5 |
| 4 | 25 | 0.984 | 1.5 | 0.059 | 6 |
| 5 | 25 | 0.984 | 2 | 0.079 | 6 |
| 6 | 32 | 1.26 | 1.5 | 0.059 | 6 |
| 7 | 32 | 1.26 | 2 | 0.079 | 6 |
| 8 | 38 | 1.496 | 2 | 0.079 | 6 |
| 9 | 38 | 1.496 | 2.5 | 0.098 | 6 |
| 10 | 38 | 1.496 | 3 | 0.118 | 6 |
| 11 | 50 | 1.969 | 1.5 | 0.059 | 5 |
| 12 | 50 | 1.969 | 3 | 0.118 | 7.95 |
| 13 | 57 | 2.244 | 2 | 0.079 | 5.5 |
| 14 | 57 | 2.244 | 3 | 0.118 | 6 |
| 15 | 60 | 2.362 | 3 | 0.118 | 5 |
| 16 | 76 | 2.992 | 3 | 0.118 | 6 |
| 17 | 76 | 2.992 | 4 | 0.157 | 6 |
| 18 | 89 | 3.504 | 3 | 0.118 | 6 |
| 19 | 89 | 3.504 | 6 | 0.236 | 5.5 |
| 20 | 108 | 4.252 | 4 | 0.157 | 6 |
| 21 | 133 | 5.236 | 4 | 0.157 | 5.13 |
| 22 | 159 | 6.26 | 3 | 0.118 | 6 |
| 23 | 219 | 8.622 | 3 | 0.118 | 6 |
| 24 | 273 | 10.748 | 5 | 0.197 | 5 |
| 25 | 377 | 14.843 | 5 | 0.197 | 4.62 |
| 26 | 457 | 17.992 | 5 | 0.197 | 5.67 |
| 27 | 480 | 18.898 | 5 | 0.197 | 3.21 |
Wir haben auch gewölbte Titanböden der Güteklasse 2 auf Lager und können sie mit Rohren und Verschraubungen versenden.
| Nein. | Durchmesser (mm) | Durchmesser (Zoll) | Dicke (mm) | Dicke (Zoll) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 450 | 17.717 | 3 | 0.118 |
| 2 | 460 | 18.11 | 3 | 0.118 |
| 3 | 610 | 24.016 | 6 | 0.236 |
| 4 | 710 | 27.953 | 5 | 0.197 |
| 5 | 900 | 35.433 | 6 | 0.236 |
| 6 | 1000 | 39.37 | 4 | 0.157 |
| 7 | 1010 | 39.764 | 8 | 0.315 |
| 8 | 1200 | 47.244 | 4 | 0.157 |
Qualitätskontrolle und Lieferung
NTE: ECT und UT nach ASTM B338.
Hydrotest: Jedes Rohr bei 1,5 × Auslegungsdruck.
MTC: EN 10204 3.1 / 3.2 mit vollständiger Rückverfolgbarkeit.
Verpackung: Endkappen, Trockenmittel, stoßfeste Kisten; Feuchtigkeitskarten für die Seefracht.
Checkliste für die Beschaffung / Auswahl
Mediumchemie, Cl-, pH-Wert, Feststoffe
Temperaturprofil; irgendein Punkt > 82 °C?
Geschwindigkeit des Designs; wenn < 2 m/s, is chlorination allowed?
Auslegungsdruck- und Korrosionszugabe
Toleranz gegenüber Lebensdauer vs. Ausfallzeiten
Code: ASME Sec I/VIII, Div.1 oder Div.2
Rohrboden-/Mantelwerkstoffe & galvanische Maßnahmen
NDE, 100 % Wasserkraft, Zeuge eines Dritten
Benötigte Dokumente, Verpackung, Incoterms, MOQ, Vorlaufzeit
TL; DR (1-Minuten-Entscheidung)
ASTM B338 deckt nahtlose und geschweißte Titanrohre der Güteklasse 2 (UNS R50400) ab. Es wird häufig in Oberflächenkondensatoren, Verdampfern und anderen Wärmetauschern verwendet.
Typische mechanische Mindesteigenschaften (geglüht): UTS ≥ 345 MPa, 0,2 % YS ≥ 275 MPa, El ≥ 20 %. Dies ergibt ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Schweißbarkeit für die meisten chemischen und Meerwasserkühlungsaufgaben.
Die Wärmeleitfähigkeit beträgt ~16,4 W·m⁻¹· K⁻¹ bei Raumtemperatur, viel niedriger als Cu-Ni. Titan verträgt aber sehr hohe Geschwindigkeiten. Berichte zeigen bis zu 40 m/s im Meerwasser ohne Erosion und Korrosion. Die Ingenieure kompensieren das niedrigere λ durch höhere Geschwindigkeit, dünnere Wände und kompaktere Layouts.
Die Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser und den meisten chloridhaltigen Medien ist im Wesentlichen "fit and forget". Es wurden keine MIC-Fälle gemeldet. Wenn die Geschwindigkeit < 2 m/s, dose ~0.5 ppm chlorine (continuous or intermittent) to control biofouling.
ASME BPVC Abschnitt II-D bietet zulässige Spannungen für die Klasse 2, die in den Abschnitten I und VIII verwendet wird. Dimensionieren Sie die Wand immer mit diesen S-Werten, nicht mit Zug- oder Streckgrenzen bei Raumtemperatur.
Felddaten zeigen >30 Jahre in Meerwasser ohne messbare Korrosion und 16 Jahre in verschmutztem Meerwasser mit stabiler Leistung.
Diese Erfolgsbilanz macht Grade 2 zur Standardwahl für Meerwasserkühlung, Entsalzung, LNG und viele Chemieanlagen.
Design-Grundlagen
Niedrige Wärmeleitfähigkeit vs. hohe zulässige Geschwindigkeit
Das λ von Titan besteht nur aus 1/4–1/5 von Cu-Ni. Sie können jedoch eine höhere Geschwindigkeit (und Turbulenz) fahren, was den konvektiven Koeffizienten h erhöht. Mit dünneren Wänden (ASTM B338 erlaubt realisierbare dünne Dicken) und einer höheren Oberflächendichte können Sie insgesamt immer noch das Ziel erreichen.
Auswahl der Wandstärke und zulässige Spannung
Verwenden Sie die S-Werte in ASME BPVC Abschnitt II-D (temperaturabhängig). Dimensionieren Sie Wände nicht mit Streckgrenze oder Zugfestigkeit. Ziehen Sie bei Bedarf die Sorte 2H / 7H / 12H in Betracht, um die Wandstärke weiter zu reduzieren.
Fenster "Geschwindigkeit"
Empfehlen Sie ≥ 2 m/s, um Biofouling zu begrenzen. Typische Designs laufen mit 2–8 m/s (6–26 ft/s).
Extreme Obergrenze: Es hat sich gezeigt, dass Materialien 30–40 m/s tolerieren, aber Sie müssen auch die Pumpenleistung, Geräusche, Vibrationen und die Unterstützung des Rohrbündels überprüfen.
Schweißen & Rohraufweitung
Titan Grad 2 wird am besten mit GTAW (WIG) / PFOTE mit strenger inerter Abschirmung geschweißt, um eine O/N-Aufnahme zu vermeiden.
Für Ti-Rohre an Ti- oder Ti-plattierte Rohrböden ist das automatische Mehrbrenner-GTAW-Dichtungsschweißen üblich, um Spaltstellen zu minimieren. Das Nickel Institute berichtet von einer positiven galvanischen Verträglichkeit für Ti-Rohre + hochlegierte Edelstahl-Wasserkästen/-rohrböden.
Warum Ti der Güteklasse 2 die erste Wahl ist
Nahezu "Design and Forget"-Korrosionslebensdauer
In natürlichem Meerwasser, Chloridmedien und vielen Säure-/Alkalisystemen bildet Titan einen dichten TiO₂-Passivfilm. Feld- und Labordaten zeigen oft Korrosionsraten "nahe Null / nicht messbar"; Typische Werte liegen bei ≤ 5 mpy (0,127 mm/y).
Keine Meldung von MIC (mikrobiologisch beeinflusste Korrosion)
Dies ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal zu rostfreien Stählen und Cu-Ni-Legierungen.
Höhere zulässige Geschwindigkeit → höherer lokaler Wärmeübergangskoeffizient und weniger Ablagerungen
In Meerwasser verursachen 40 m/s (~130 ft/s) immer noch einen vernachlässigbaren Schaden an der Legierung; In der Literatur wird auch von Toleranzen >30 m/s berichtet. Typische technische Konstruktionen sind weitaus konservativer, z. B. 6–8 ft/s und 12–15 ft/s, wenn eine höhere Leistung erforderlich ist.
Wenn die Geschwindigkeit < 2 m/s due to design or operation, apply ~0.5 ppm chlorination to maintain antifouling capability.
Gute Schweißbarkeit und Herstellbarkeit mit vollständiger ASME/ASTM-Abdeckung
ASTM B338 schreibt Chemie, mechanische Eigenschaften, Abmessungen, NDE und hydrostatische Prüfungen für nahtlose/geschweißte Titanrohre vor, die in Wärmetauschern verwendet werden.
ASME Section II D liefert die zulässigen Bemessungsspannungen; Die ASME-Abschnitte VIII / I erlauben den Einsatz in Druckbehältern und Kesseln.
Korrosion / Fehlermodi und -minderung
Meerwasser / Chlorid-Umgebungen
Gleichmäßige Korrosion ist nahezu nicht vorhanden. Bei langfristigem Betrieb zeigt sich häufig "keine messbare Korrosion". Bei einer Temperatur von T > 82 °C und engen Spalten kann es bei Grad 2 zu Spaltkorrosion kommen. Wählen Sie in diesem Fall die Pd-Legierungssorten 7/16 oder Mo-modifizierte Sorten 12.
Kontrolle von Biofouling
Halten Sie die rohrseitige Geschwindigkeit ≥ 2 m/s. Wenn Sie dies nicht können, verwenden Sie ~0,5 ppm Chlorierung, um die Verschmutzung zu unterdrücken.
Spannungsrisskorrosion (SCC)
Immun gegen Chlorid SCC in Meerwasser, ein entscheidender Vorteil gegenüber austenitischen Edelstählen.
Erosion / Aufprallkorrosion
Im Meerwasser haben 40 m/s (~130 ft/s) immer noch einen vernachlässigbaren Effekt. Selbst bei Sand ist die Auswirkung gering. Auf diese Weise können Sie die Geschwindigkeit zum Handeln des Bereichs im Design erhöhen.
Galvanische Korrosion
Titan selbst wird nicht geopfert, aber es kann die Korrosion von aktiveren Metallen (z. B. Kohlenstoffstahl, Cu Ni) beschleunigen, wenn es gekoppelt ist. Bewährte Praxis: Ti-Rohre + hochlegierte Edelstahl- oder Ti-plattierte Rohrböden und Opferanoden auf Teilen aus Kohlenstoffstahl.
FAQ (übersetzt)
F1: Warum nicht Cu-Ni oder Edelstahl verwenden?
Cu-Ni und austenitischer Edelstahl leiden im Meerwasser unter Erosion, SCC oder MHK. Die Wartung ist kostspielig, so dass Ti bei den Lebenszykluskosten gewinnt.
F2: Wird ein niedriges λ den Wärmetauscher riesig machen?
Nein. Dünne Wände und hohe Geschwindigkeit gleichen dies aus. Die tatsächliche HX-Größe skaliert nicht linear mit λ.
F3: Kann ich Meerwasser der Klasse 2 über 82 °C verwenden?
Es besteht die Gefahr von Spaltkorrosion; Wechsel auf Pd-Legierung G7 oder Mo-Legierung G12.
F4: Wie wählt man die zulässige ASME-Belastung aus?
Verwenden Sie S-Werte in der ASME II-D-Tabelle 1A/1B. Für dünnere Wände sollten Sie 2H/7H/12H in Betracht ziehen.
