熱交換器用グレード 2 チタンチューブ
適用規格・設計コード
製品規格: チューブ用 ASTM B338 / ASME SB-338。一致するプレートはASTM B265 / SB-265を使用します。
許容応力基準: ASME BPVC セクション II-D。壁が薄い場合は、グレード 2H / 7H / 12H を検討してください。
業界慣行/フィールドルール
- チューブ側の速度を 2 m/s ≥に保つか、0.5 ppm の塩素を塗布します (連続的または断続的)。
- 真水で洗い流し、長時間のシャットダウンの前後に乾燥させて、堆積物や隙間ゾーンを減らします。
化学組成 (ASTM B338)
| 要素 | 最大値 (%) |
|---|---|
| C | 0.1 |
| Fe | 0.3 |
| O | 0.25 |
| N | 0.03 |
| H | 0.0125 |
| その他(各/合計) | 0.10 / 0.40 |
| Ti | 秤 |
機械的および物理的特性(室温、焼きなまし)
| 財産 | 価値 |
|---|---|
| 引張強度 | ≥345MPa |
| 降伏強度 Rp0.2 | ≥275MPa |
| 伸長 | ≥20% |
| 弾性率 | 105 GPaの |
| 密度 | 4.51 g/cm³ |
| 熱伝導率 | 16.4 W・m⁻¹·K⁻¹ |
| CTE(20-100°C) | 8.6 μm・m⁻¹・K⁻¹ |
| 比熱 | 0.523 J・g⁻¹·K⁻¹ |
グレード 2 チューブストックとサービス
すべてのサイズが在庫あり、長さ±1mmにカットできます。面取り、酸洗、サンドブラスト、研磨、PMI再検査、SGS/TÜV第三者試験を提供しています。他の直径、肉厚、またはASTM B861プロセスチューブが必要ですか?お知らせいただければ、24時間以内に返信いたします。
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| いいえ。 | 外径(mm) | 外径(インチ) | 重量(mm) | WT(インチ) | 長さ (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 |
また、グレード2のチタンディッシュヘッドも保持しており、チューブとフィッティングと一緒に出荷できます。
| いいえ。 | 直径(mm) | 直径(インチ) | 厚さ(mm) | 厚さ(インチ) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
品質管理と納品
NDE:ASTM B338に準拠した電気 ショック 療法およびUTの。
ハイドロテスト:設計圧力1.5×のすべてのチューブ。
MTC:EN 10204 3.1 / 3.2、完全なトレーサビリティ。
パッキング:エンドキャップ、乾燥剤、耐衝撃クレート。海上輸送用の水分カード。
調達・選定チェックリスト
化学中程度、Cl-、pH、固形分
温度プロファイル;82°C>どの点か?
設計速度;もし < 2 m/s, is chlorination allowed?
設計圧力と腐食許容範囲
設計寿命とダウンタイム許容範囲
コード: ASME Sec I/VIII、Div.1 または Div.2
チューブシート/シェル材料およびガルバニック対策
臨死体験、100%ハイドロ、第三者証人
必要なドキュメント、梱包、インコタームズ、MOQ、リードタイム
TL;DR(1分間の決定)
ASTM B338 は、シームレスおよび溶接されたグレード 2 (UNS R50400) チタン チューブを対象としています。表面凝縮器、蒸発器、その他の熱交換器に広く使用されています。
典型的な最小機械的特性(焼きなまし):UTのS ≥ 345 MPa、0.2% YS ≥ 275 MPa、El ≥ 20%。これにより、ほとんどの化学および海水冷却作業において、強度と溶接性のバランスが取れています。
熱伝導率は~16.4 W・m⁻¹・室温でのK⁻¹は、Cu-Niよりもはるかに低い。しかし、チタンは非常に高い速度に耐えます。報告によると、海水中では浸食腐食のない最大40 m/sです。エンジニアは、より低いλを、より高速、より薄い壁、よりコンパクトなレイアウトで補正します。
海水およびほとんどの塩化物媒体における耐食性は、本質的に「フィット・アンド・フォーゲット」です。MICの症例は報告されていません。速度が < 2 m/s, dose ~0.5 ppm chlorine (continuous or intermittent) to control biofouling.
ASME BPVC セクション II-D は、セクション I および VIII で使用されるグレード 2 の許容応力を提供します。壁のサイズは、室温の引張強度や降伏強度ではなく、常にこれらの S 値を使用して行ってください。
現場データによると、測定可能な腐食のない海水では>30年、汚染された海水では16年安定した性能を発揮します。
この実績により、グレード 2 は海水冷却、淡水化、LNG、および多くの化学プラントのデフォルトの選択肢となっています。
デザインの要点
低い熱伝導率と高い許容速度
チタンのλはCu-Niのわずか1/4〜1/5です。しかし、より高い速度(および乱流)を実行すると、対流係数hが上昇します。より薄い壁 (ASTM B338 では実現可能な薄いゲージが可能) とより高い表面積密度により、全体的に目標を達成できます。
肉厚の選択と許容応力
ASME BPVC セクション II-D の S 値を使用します(温度に依存)。降伏強度または引張強度で壁のサイズを設定しないでください。必要に応じて、グレード 2H / 7H / 12H を検討して、肉厚をさらに減らしてください。
ベロシティウィンドウ
生物付着を制限するために、2 m/s ≥を推奨します。一般的な設計は、2〜8 m/s(6〜26フィート/秒)で動作します。
極端な上限:材料は30〜40 m/sに耐えられることが示されていますが、ポンプ出力、騒音、振動、チューブバンドルのサポートも確認する必要があります。
溶接とチューブの拡張
グレード 2 チタンは、O/N ピックアップを避けるために厳密な不活性シールドを備えた GTAW (TIGの) / 足 で溶接するのが最適です。
Ti チューブから Ti または Ti クラッド チューブシートの場合、隙間部位を最小限に抑えるために自動マルチトーチ GTAW シール溶接が一般的です。ニッケル研究所は、Ti チューブ + 高合金ステンレス ウォーターボックス/チューブシートのガルバニック適合性が良好であると報告しています。
グレード 2 Ti が第一選択である理由
ほぼ「設計して忘れる」腐食寿命
天然海水、塩化物媒体、および多くの酸/アルカリ系では、チタンは緻密な TiO₂ 不動態膜を形成します。現場や実験室のデータでは、腐食速度が「ゼロに近い/測定できない」ことがよく示されています。標準値は≤5 mpy(0.127 mm/y)です。
MIC (微生物学的に影響を受けた腐食) は報告されていません
これは、ステンレス鋼や銅ニッケル合金に対する重要な差別化要因です。
より高い許容速度→より高い局所的な熱伝達係数とより少ないスケーリング
海水中では、40 m/s (~130 ft/s) でも合金にわずかな損傷しか与えません。文献では公差>30m/sも報告されています。一般的なエンジニアリング設計は、6〜8フィート/秒、より高い性能が必要な場合は12〜15フィート/秒など、はるかに保守的です。
速度が < 2 m/s due to design or operation, apply ~0.5 ppm chlorination to maintain antifouling capability.
ASME/ASTM を完全にカバーする優れた溶接性と製造性
ASTM B338 は、熱交換器で使用されるシームレス/溶接チタン管の化学的、機械的特性、寸法、NDE、および静水圧試験を規定しています。
ASME セクション II D は、設計許容応力を提供します。ASME セクション VIII / I では、圧力容器やボイラーでの使用が許可されています。
腐食/故障モードと軽減
海水/塩化物環境
均一な腐食はほとんどありません。長期使用では、通常、「測定可能な腐食なし」が示されます。しかし、T > 82 °C できつい隙間が存在する場合、グレード 2 は隙間腐食を受ける可能性があります。その場合は、Pd 合金グレード 7/16 または Mo 改質グレード 12 を選択してください。
生物付着管理
チューブ側の速度を2m/s≥保ちます。それができない場合は、~0.5 ppmの塩素処理を使用して汚れを抑制します。
応力腐食割れ(SCC)
海水中の塩化物SCCの影響を受けない、オーステナイト系ステンレス鋼に対する重要な利点。
侵食/衝突腐食
海水では、40 m/s (~130 ft/s) の影響はまだ無視できます。砂でも衝撃は小さいです。これにより、設計の商圏への速度を上げることができます。
ガルバニック腐食
チタン自体は犠牲になりませんが、結合すると、より活性な金属 (炭素鋼、Cu Ni など) の腐食を促進する可能性があります。グッドプラクティス:Tiチューブ+高合金ステンレスまたはTiクラッドチューブシート、および炭素鋼部品の犠牲陽極。
FAQ(翻訳済み)
Q1: Cu-Ni やステンレスを使用しないのはなぜですか?
Cu-Niおよびオーステナイト系ステンレスは、海水中で侵食、SCC、またはMICに見舞われます。メンテナンスにはコストがかかるため、Ti はライフサイクル コストで優れています。
Q2: λが低いと交換器が大きくなりますか?
いいえ。薄い壁と高速がそれを補います。実際の HX サイズは λ と線形にスケーリングされません。
Q3: 82°C以上の海水でグレード2を使用できますか?
隙間腐食のリスクが存在します。Pd合金G7またはMo合金G12に切り替えます。
Q4: ASME 許容応力の選び方は?
ASME II-D 表 1A/1B の S 値を使用します。壁を薄くする場合は、2H/7H/12H を検討してください。
