ASTM B862 Ti2 (UNS R50400) titaaniseoksesta hitsattu putki: ominaisuudet ja sovellukset

Mikä on ASTM B862 Ti2 -hitsattu putki?

ASTM B862 on spesifikaatio, joka kattaa hitsatut titaani- ja titaaniseosputket yleiseen korroosionkestävään-ja korkean lämpötilan{2}}käyttöön. Grade 2, myös kirjoitettu Ti2 tai UNS R50400, on kaupallisesti puhdasta seostamatonta titaania, jonka titaanipitoisuus on vähintään 99,2 %. Tasapaino koostuu kontrolloiduista tasoista rautaa, happea, hiiltä, ​​typpeä ja vetyä.

Putki on valmistettu litteästä-valssatusta titaaninauhasta, joka on muodostettu sylinteriksi ja hitsattu pituussuunnassa, yleisimmin kaasuvolframikaarihitsauksella (GTAW/TIG) tai plasmakaarihitsauksella. Hitsin on täytettävä samat vetolujuusvaatimukset kuin perusmetallin, ja valmis putki toimitetaan hitsattuina, hehkutettuina tai hitsattuina-ja-kylmämuokattuna- ostospesifikaatiosta riippuen.

Kemiallinen koostumus (ASTM B862 / B265)

Luokan 2 määrittelevät tiukat epäpuhtausrajat, koska seostamattoman titaanin mekaaniset ja korroosio-ominaisuudet riippuvat voimakkaasti interstitiaalisista elementeistä, erityisesti hapesta.

Elementti	N	C	H	Fe	O	Ti
Sisältö, %	0,03 max	0,08 max	0,015 max	0,30 max	0,25 max	Saldo (99,2 min)

Mekaaniset ominaisuudet (ASTM B862, luokka 2)

Omaisuus	Vaatimus
Vetolujuus Rm	345 MPa (50 ksi) min
0,2 % myötöraja Rp0,2	275 MPa (40 ksi) min
Venymä 50 mm tai 4D	20 % min
Pinta-alan pienentäminen	30 % min
Tiheys	4,51 g/cm3
Sulamispiste	noin 1668 astetta C

Luokassa 2 on hyvä yhdistelmä lujuutta ja taipuisuutta kaupallisesti puhtaaseen laatuun. Noin 4,5 g/cm3 se on vain noin 57 % teräksen painosta, mikä antaa titaaniputkelle vahvan lujuudesta -painoon -edun rakenteellisissa ja pyörivissä laitteissa.

Valmistus- ja hitsausnäkökohdat

Hitsattu luokan 2 putki on valmistettu kylmävalssatusta nauhasta, reuna-valmistettu ja hitsattu GTAW- tai plasmakaarihitsauksella. Useimmissa sovelluksissa käytetään ERTi-2-täyttölankaa (AWS A5.16), jotta hitsausmetalli vastaa perusmetallin ominaisuuksia.

Titaani on erittäin reaktiivinen korotetussa lämpötilassa. Noin 500 celsiusasteen yläpuolella se imee ilmakehästä happea, typpeä ja vetyä, mikä haurauttaa hitsin ja lämmön{2}}vaikutusalueen. Hitsaus on siksi suoritettava korkean -puhtauden argonin (99,99 % tai parempi) inerttikaasusuojauksella sekä hitsin pinnalla että juurissa, ja suojausta on jatkettava, kunnes hitsausalue jäähtyy alle noin 400 celsiusastetta. Asianmukainen suojaus on tärkein yksittäinen tekijä terveiden titaanihitsausten tuotannossa.

Korroosionkestävyys

Kaupallisesti puhtaalla titaanilla Grade 2 on erinomainen korroosionkestävyys merivedessä, murtovedessä, kloridiliuoksissa ja useimmissa hapettimissa. Se on immuuni kloridijännityskorroosiohalkeilulle, eikä se kärsi piste- tai rakokorroosiosta luonnollisessa merivedessä. Se kestää myös hapettavia happoja, kuten typpihappoa, ja monia orgaanisia happoja ja emäksiä.

Meriveden lämmönvaihtimissa ja lauhduttimissa luokan 2 titaaniputki tarjoaa tyypillisesti paljon pidemmän käyttöiän kuin austeniittisen ruostumattoman teräksen, minkä vuoksi se on laajalti määritelty voimalaitoksissa, suolanpoistolaitoksissa ja laivajärjestelmissä. Materiaali ei sovellu voimakkaasti pelkistäville väliaineille, kuten kuumalle väkevälle suolahapolle tai rikkihapolle ilman seostusta, eikä sitä saa käyttää yli noin 300-400 celsiusasteessa ilmassa hapettumisen ja hapen absorption vuoksi.

Tyypilliset sovellukset

Kemialliset prosessiputket klorideille, hapettaville hapoille ja valkaisuaineille.

Meriveden jäähdytys- ja palovesijärjestelmät laivoille ja offshore-lautoille.

Lämmönvaihtimet ja lauhduttimet sähköntuotannossa ja suolanpoistossa.

Sellun ja paperin valkaisulaitokset.

Galvanointi- ja metallin viimeistelylaitteet.

Farmaseuttiset ja elintarvikejalostuslinjat, jotka vaativat korkeaa puhtautta.

Usein kysytyt kysymykset

Q1. Mitä eroa on titaanilla Grade 1 ja Grade 2?

Molemmat ovat kaupallisesti puhtaita. Luokassa 1 on pienempi interstitiaalinen happipitoisuus ja se on pehmeämpi ja muovattavampi, ja sen vähimmäisvetolujuus on noin 240 MPa. Grade 2:n vetolujuus on vähintään 345 MPa ja se on yleisimmin käytetty kaupallisesti puhdas laatu, tasapainotuslujuus, sitkeys ja korroosionkestävyys.

Q2. Miksi titaanin hitsaukseen tarvitaan erittäin-puhdasta argonia?

Sula ja kuuma titaani imee happea, typpeä ja vetyä erittäin nopeasti. Nämä elementit muodostavat kovia, hauraita faaseja, jotka halkeilevat kuormituksen alaisena. Suojaus argonilla, jonka puhtausaste on 99,99 % tai korkeampi, estää hitsin ja lämmön{3}}vaikutusalueen ilmansaastumisen.

Q3. Voidaanko luokan 2 titaanihitsattua putkea käyttää merivedessä?

Kyllä. Grade 2 on yksi luotettavimmista materiaaleista merivesihuoltoon. Se kestää pistesyöpymistä, rakokorroosiota ja jännityskorroosiohalkeilua luonnollisessa merivedessä ja sitä käytetään laajalti meriveden lämmönvaihtimissa, putkistoissa ja laivavarusteissa.

Q4. Mitä eroa on ASTM B861 ja B862 välillä?

ASTM B861 kattaa saumattoman titaanin ja titaaniseosputken, kun taas ASTM B862 kattaa hitsatut putket. Molemmilla on samat laatumerkinnät ja kemialliset ja mekaaniset vaatimukset epäjaloa metallia varten; ero on valmistusprosessissa.

Q5. Onko luokan 2 titaani magneettista?

Ei. Titaani ja sen seokset ovat pohjimmiltaan ei--magneettisia (paramagneettisia), mikä tekee niistä hyödyllisiä instrumenteissa, lääketieteellisissä ja merisovelluksissa, joissa magneettisia häiriöitä on vältettävä.

Q6. Mitä täytemetallia käytetään luokan 2 putken hitsaukseen?

AWS A5.16 -luokituksen mukaista ERTi-2-täyttölankaa käytetään tavallisesti siten, että hitsausmetalli vastaa Grade 2 -perusmateriaalin mekaanisia ominaisuuksia ja korroosionkestävyyttä.