Tubo de titanio de grado 2 para intercambiadores de calor
Normas y códigos de diseño aplicables
Estándares de productos: ASTM B338 / ASME SB-338 para tubos; las placas correspondientes utilizan ASTM B265 / SB-265.
Base de tensión permitida: ASME BPVC Sección II-D. Para paredes más delgadas, considere el grado 2H / 7H / 12H.
Práctica de la industria / Reglas de campo
- Mantenga la velocidad del lado del tubo ≥ 2 m / s o aplique 0,5 ppm de cloro (continuo o intermitente).
- Enjuague con agua fresca y seque antes y después de largas paradas para reducir los depósitos y las zonas de grietas.
Composición química (ASTM B338)
| Elemento | Máx. (%) |
|---|---|
| C | 0.1 |
| Fe | 0.3 |
| O | 0.25 |
| N | 0.03 |
| H | 0.0125 |
| Otros (cada uno/total) | 0.10 / 0.40 |
| Ti | Equilibrar |
Propiedades mecánicas y físicas (temperatura ambiente, recocido)
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | ≥345 MPa |
| Límite elástico Rp0.2 | ≥275 MPa |
| Alargamiento | ≥20% |
| Módulo elástico | 105 GPa |
| Densidad | 4,51 g/cm³ |
| Conductividad térmica | 16.4 W·m⁻¹· K⁻¹ |
| CTE (20-100 °C) | 8,6 μm·m⁻¹· K⁻¹ |
| Calor específico | 0.523 J·g⁻¹· K⁻¹ |
Stock y servicios de tubos de grado 2
Todos los tamaños están en stock y se pueden cortar a la longitud ±1 mm. Ofrecemos biselado, decapado, chorro de arena, pulido, reinspección de PMI y pruebas de terceros SGS / TÜV. ¿Necesita otros diámetros, espesores de pared o tubos de proceso ASTM B861? Díganos y le responderemos en 24 horas.
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| No. | DE (mm) | OD (pulgada) | PESO (mm) | WT (pulgadas) | Longitud (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 |
También mantenemos cabezas de titanio de grado 2 y podemos enviarlas con tubos y accesorios.
| No. | Diámetro (mm) | Diámetro (pulgadas) | Espesor (mm) | Espesor (pulgadas) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Control de calidad y entrega
ECM: ECT y UT según ASTM B338.
Hydrotest: Cada tubo a una presión de diseño de 1,5 ×.
MTC: EN 10204 3.1 / 3.2 con trazabilidad completa.
Embalaje: Tapas de extremo, desecante, cajas a prueba de golpes; Tarjetas de humedad para transporte marítimo.
Lista de verificación de adquisiciones / selección
Química media, Cl-, pH, sólidos
Perfil de temperatura; ¿Algún punto > 82 °C?
Velocidad de diseño; si < 2 m/s, is chlorination allowed?
Tolerancia de presión y corrosión de diseño
Vida útil del diseño frente a tolerancia de tiempo de inactividad
Código: ASME Sec I/VIII, Div.1 o Div.2
Materiales de la placa de tubos/carcasa y medidas galvánicas
ECM, 100 % hidroeléctrica, testigo de terceros
Documentos necesarios, embalaje, Incoterms, MOQ, plazo de entrega
TL; DR (Decisión de 1 minuto)
ASTM B338 cubre tubos de titanio de grado 2 sin costura y soldados (UNS R50400). Es ampliamente utilizado en condensadores de superficie, evaporadores y otros intercambiadores de calor.
Propiedades mecánicas mínimas típicas (recocido): UTS ≥ 345 MPa, 0,2% YS ≥ 275 MPa, El ≥ 20%. Esto proporciona un buen equilibrio de resistencia y soldabilidad para la mayoría de las tareas químicas y de enfriamiento de agua de mar.
La conductividad térmica es de ~16,4 W·m⁻¹· K⁻¹ a temperatura ambiente, mucho más bajo que el Cu-Ni. Pero el titanio tolera velocidades muy altas. Los informes muestran hasta 40 m/s en agua de mar sin erosión-corrosión. Los ingenieros compensan el λ más bajo con mayor velocidad, paredes más delgadas y diseños más compactos.
La resistencia a la corrosión en el agua de mar y la mayoría de los medios de cloruro es esencialmente "ajustar y olvidar". No se han reportado casos de MIC. Si la velocidad es < 2 m/s, dose ~0.5 ppm chlorine (continuous or intermittent) to control biofouling.
ASME BPVC Sección II-D proporciona tensiones permitidas para el Grado 2 utilizado en las Secciones I y VIII. Siempre dimensione la pared usando estos valores S, no la tracción a temperatura ambiente o los límites elásticos.
Los datos de campo muestran >30 años en agua de mar sin corrosión medible y 16 años en agua de mar contaminada con un rendimiento estable.
Este historial hace que el Grado 2 sea una opción predeterminada para la refrigeración de agua de mar, la desalinización, el GNL y muchas plantas químicas.
Esenciales de diseño
Baja conductividad térmica frente a alta velocidad permitida
El λ del titanio es solo 1/4-1/5 de Cu-Ni. Pero puede correr a mayor velocidad (y turbulencia), lo que aumenta el coeficiente convectivo h. Con paredes más delgadas (ASTM B338 permite calibres delgados factibles) y una mayor densidad de área de superficie, en general aún puede cumplir con el objetivo.
Selección del espesor de pared y tensión admisible
Utilice los valores S en ASME BPVC Sección II-D (dependiendo de la temperatura). No dimensione paredes con límite elástico o resistencia a la tracción. Cuando sea necesario, considere el grado 2H / 7H / 12H para reducir aún más el grosor de la pared.
Ventana de velocidad
Se recomienda ≥ 2 m/s para limitar la bioincrustación. Los diseños típicos funcionan de 2 a 8 m / s (6 a 26 pies / s).
Límite superior extremo: se ha demostrado que los materiales toleran 30-40 m/s, pero también debe verificar la potencia de la bomba, el ruido, la vibración y el soporte del haz de tubos.
Soldadura y expansión de tubos
El titanio de grado 2 se suelda mejor con GTAW (TIG) / PATA con un blindaje inerte estricto para evitar la recogida de O/N.
Para tubos de Ti a placas tubulares revestidas de Ti o Ti, la soldadura automática de sellos GTAW con antorcha múltiple es común para minimizar los sitios de grietas. El Instituto del Níquel informa de una compatibilidad galvánica positiva para tubos de Ti + cajas de agua/placas tubulares de acero inoxidable de alta aleación.
Por qué el Grado 2 Ti es la primera opción
Vida útil casi contra la corrosión de "diseñar y olvidar"
En el agua de mar natural, los medios de cloruro y muchos sistemas ácidos/alcalinos, el titanio forma una densa película pasiva de TiO₂. Los datos de campo y de laboratorio a menudo muestran tasas de corrosión "cercanas a cero / no medibles"; Los valores típicos son ≤ 5 mpy (0,127 mm/a).
No se ha informado de MIC (corrosión influenciada microbiológicamente)
Este es un diferenciador clave frente a los aceros inoxidables y las aleaciones de Cu Ni.
Mayor velocidad permitida → mayor coeficiente de transferencia de calor local y menos incrustaciones
En agua de mar, 40 m / s (~ 130 pies / s) aún causan daños insignificantes a la aleación; La literatura también informa tolerancias >30 m / s. Los diseños de ingeniería típicos son mucho más conservadores, por ejemplo, de 6 a 8 pies / s y de 12 a 15 pies / s cuando se requiere un mayor rendimiento.
Si la velocidad es < 2 m/s due to design or operation, apply ~0.5 ppm chlorination to maintain antifouling capability.
Buena soldabilidad y capacidad de fabricación, con cobertura completa de ASME / ASTM
ASTM B338 estipula pruebas químicas, propiedades mecánicas, dimensiones, NDE e hidrostáticas para tubos de titanio sin costura / soldados utilizados en intercambiadores de calor.
La Sección II D de ASME proporciona tensiones permitidas de diseño; Las Secciones VIII / I de ASME permiten su uso en recipientes a presión y calderas.
Corrosión / Modos de falla y mitigación
Ambientes de agua de mar / cloruro
La corrosión uniforme está casi ausente. El servicio a largo plazo comúnmente muestra "corrosión no medible". Pero cuando T > 82 °C y existen grietas estrechas, el grado 2 puede sufrir corrosión por grietas. En ese caso, seleccione Grados de aleación Pd 7/16 o Grado 12 modificado con Mo.
Control de bioincrustaciones
Mantenga la velocidad del lado del tubo ≥ 2 m/s. Si no puede, use ~ 0.5 ppm de cloración para suprimir el ensuciamiento.
Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)
Inmune al cloruro SCC en el agua de mar, una ventaja clave sobre los aceros inoxidables austeníticos.
Corrosión por erosión / impacto
En agua de mar, 40 m / s (~ 130 pies / s) todavía tiene un efecto insignificante. Incluso con arena, el impacto es pequeño. Esto le permite aumentar la velocidad al área comercial en el diseño.
Corrosión galvánica
El titanio en sí no se sacrifica, pero puede acelerar la corrosión de metales más activos (por ejemplo, acero al carbono, Cu Ni) cuando se acopla. Buenas prácticas: tubos de Ti + placas tubulares de alta aleación de acero inoxidable o revestidas de Ti, y ánodos de sacrificio en piezas de acero al carbono.
FAQ (Traducido)
P1: ¿Por qué no usar Cu-Ni o acero inoxidable?
El Cu-Ni y el acero inoxidable austenítico sufren erosión, SCC o MIC en el agua de mar. El mantenimiento es costoso, por lo que Ti gana en el costo del ciclo de vida.
P2: ¿Λ bajo hará que el intercambiador sea enorme?
No. Las paredes delgadas y la alta velocidad compensan. El tamaño real de HX no se escala linealmente con λ.
P3: ¿Puedo usar agua de mar de grado 2 por encima de 82 °C?
Existe riesgo de corrosión por grietas; cambie a aleación de Pd G7 o aleación de Mo G12.
P4: ¿Cómo elegir la tensión permitida de ASME?
Utilice los valores S en la Tabla 1A/1B de ASME II-D. Para paredes más delgadas, considere 2H / 7H / 12H.
