Titanové třídy pro námořní inženýrství: Průvodce výběrem

Výběr správné třídy titanu pro projekt námořního inženýrství není jen o rozhodnutí, zda použít titan. Správný materiál závisí na vašem operačním prostředí, konstrukci zařízení a požadavcích na výkon.

Pokud například navrhujete potrubní systém s mořskou vodou, může být vaším hlavním zájmem odolnost proti korozi a svařitelnost. U vrtacích součástí můžete klást větší důraz na pevnost a únavový výkon. U výměníků tepla je obzvláště důležitá dlouhodobá-odolnost vůči mořské vodě a prostředí obsahujícím chlorid-. U spojovacích prvků a přírub musíte společně zvážit odolnost proti korozi, mechanické vlastnosti a dlouhodobou-spolehlivost spojení.

Když získáváte zdrojetitan pro námořní aplikace, měli byste proto vyhodnotit následující faktory:

• Servisní médium
• Teplota mořské vody
• Rychlost proudění mořské vody
• Provozní tlak
• Provozní teplota
• Požadavky na pevnost
• Únavové zatížení
• Rozměry produktu
• Výrobní normy
• Požadavky na tepelné zpracování
• Požadavky na nedestruktivní testování

Tato příručka vysvětluje několik běžně zvažovanýchtitanové třídy pro námořní inženýrstvía pomůže vám určit, která třída může být vhodná pro vaši aplikaci.

Když zvolíte titan pro námořní vybavení, nejlepší jakost závisí spíše na skutečných provozních podmínkách než na samotném názvu aplikace.

ASTM B348/B348zahrnuje tyče a sochory z titanu a slitin titanu a zahrnuje2. třída, 5. třída, 7. třída a 12. třídamezi krytými ročníky.

Vždy byste měli potvrdit konečnou jakost materiálu podle podmínek návrhu vašeho zařízení, příslušných technických norem a skutečného servisního prostředí.

Titan třídy 2je komerčně čistý titan a běžně se používá v námořním strojírenství, odsolování mořské vody, stavbě lodí a pobřežních zařízeních jako kov odolný proti korozi-.

Má následující vlastnosti:

1. Vynikající odolnost proti korozi v mořské vodě – Vynikající odolnost proti mořské vodě, důlkové korozi, štěrbinové korozi a erozi, díky čemuž je vhodná pro dlouhodobé-vystavení mořské vodě.
2. Dobrá obrobitelnost – Tažnost je typicky kolem 20 %–28 %, což umožňuje práci za studena, za tepla a obrábění.
3. Dobrá svařitelnost – Kompatibilní s běžnými metodami svařování, jako je TIG a MIG, díky čemuž je vhodný pro výrobu potrubí s mořskou vodou, výměníků tepla a námořních zařízení.
4. Dobrá celková odolnost proti korozi – Vytváří na povrchu stabilní pasivní film, který poskytuje dobrou odolnost proti korozi v prostředích obsahujících mořskou vodu a chlorid-a také silnou odolnost proti důlkové korozi, štěrbinové korozi a praskání korozí pod napětím.

Proto je stupeň 2 zvláště vhodný pro:

• Potrubí mořské vody
• Trubky výměníku tepla
• Kondenzátory
• Zařízení na odsolování mořské vody
• Cirkulační systémy mořské vody
• Komponenty čerpadel a ventilů
• Příruby
• Spojovací materiál
• Konstrukční součásti námořního vybavení

Pro zařízení, která nevyžadují extrémně vysokou pevnost, ale potřebují dlouhodobou-odolnost vůči korozi v mořské vodě, je často preferovaným materiálem stupeň 2.

Titan třídy 12obecně označuje Ti-0,3Mo-0,8Ni (UNS R53400). ASTM B348/B348 identifikuje jakost 12 jako slitinu titanu obsahující přibližně 0,3 % molybdenu a 0,8 % niklu.

Ve srovnání s komerčně čistým titanem třídy 2 obsahuje třída 12 malé přísady molybdenu a niklu, které mohou zlepšit její výkon v určitých redukčních a korozivních prostředích.

Můžete zvážit stupeň 12, když je vaše zařízení vystaveno:

• Vybavení pro mořskou vodu
• Zařízení pro chemické zpracování
• Výměníky tepla
• Zařízení pro odsolování
• Námořní potrubí
• Média-obsahující chloridy
• Náročnější korozní provozní podmínky

Pro zařízení vystavená mořské vodě i průmyslovým procesním médiím,Stupeň 12 lze považovat za alternativu ke stupni 2.

Neměli byste však vybrat stupeň 12 jednoduše proto, že prostředí je popsáno jako „mořské“. Vaše konečná volba by měla být založena na skutečné chemii, teplotě, rychlosti proudění, tlaku a požadavcích na design vašeho systému.

Titan třídy 7je komerčně čistý titan s malým přídavkem palladia. ASTM B348/B348M specifikuje stupeň 7 jako nelegovaný titan obsahující 0,12 % až 0,25 % palladia.

Přídavek palladia zlepšuje odolnost titanu v určitých redukčních a vysoce korozivních prostředích.

Můžete zvážit 7. stupeň pro:

• Speciální prostředí pro chemické zpracování
• Vybavení pro mořskou a mořskou vodu
• Určité aplikace-mořské vody s vyšší teplotou
• Prostředí se zvýšenými obavami z štěrbinové koroze
• Jiné aplikace, kde je vyžadována zvýšená odolnost proti korozi

Hlavní výhodou třídy 7 je její zvýšená odolnost proti korozi v určitých agresivních prostředích ve srovnání s komerčně čistými titanovými třídami bez palladia.

Pokud však vybíráte titan pro námořní inženýrství, měli byste vyhodnotit skutečné chemické a provozní podmínky spíše než předpokládat, že stupeň 7 je automaticky nejlepší volbou pro každou aplikaci s mořskou vodou.

Při výběru titanu pro vaše námořní vybavení byste měli jako počáteční kritéria výběru vzít v úvahu korozní prostředí, mechanické požadavky, formu produktu a příslušné normy.

Váš konečný výběr materiálu by měl vycházet ze skutečného provozního média, teploty, koncentrace, rychlosti proudění, tlaku a technických požadavků.

Pokud je vaší hlavní prioritou odolnost proti korozi mořské vody

Nejprve zvažte 2. stupeň.

Stupeň 2 je komerčně čistý titan s vynikající odolností proti korozi v mořské vodě, dobrou svařitelností, tvarovatelností a obrobitelností.

Pokud je vaším hlavním zájmem dlouhodobá-odolnost vůči korozi v mořské vodě spíše než maximální mechanická pevnost, je často logickým výchozím bodem stupeň 2.

Pokud potřebujete vyšší mechanickou pevnost

Zvažte titan 5. třídy.

Stupeň 5 (Ti-6Al-4V) poskytuje výrazně vyšší mechanickou pevnost než komerčně čistý titan a je široce používán, když potřebujete vyšší pevnost, nosnost nebo snížení hmotnosti.

Vyšší pevnost však automaticky neznamená lepší výkon v každém prostředí mořské vody. Pokud je vaším primárním požadavkem odolnost proti korozi mořské vody, měli byste před výběrem stupně 5 vyhodnotit skutečné korozní podmínky spolu s mechanickými požadavky.

Pokud pracujete v náročnějším korozivním prostředí

Zvažte stupeň 12 nebo stupeň 7.

12. třída:Ti-0,3Mo-0,8Ni. Stupeň 12 můžete zvážit, pokud potřebujete dobrou odolnost proti korozi spolu s vyšší mechanickou pevností než některé komerčně čisté druhy titanu, zejména v určitých korozivních prostředích nebo prostředích obsahujících chloridy.

7. třída:Tento titan-obsahující palladium může poskytnout zvýšenou odolnost proti korozi v určitých agresivních chemických a redukčních prostředích. Lze jej zvážit, když má odolnost proti korozi vyšší prioritu a provozní podmínky odůvodňují dodatečné náklady na legování.

Kromě toho námořní inženýrství často zahrnuje spojování různých titanových materiálů nebo jejich integraci s odlišnými materiály. V takových případech je nutné komplexně zvážit rozdíly v koeficientech tepelné roztažnosti, kompatibilitě svařování a dlouhodobé-stabilitě rozhraní za provozních podmínek. Doporučuje se provést v kritických oblastech malé-simulační testy nebo použít historická provozní data z podobných projektů, abyste podpořili konečné rozhodnutí o materiálu. Výběr materiálu není pouze srovnáním vlastností materiálu, ale komplexním kompromisem- mezi spolehlivostí, vyrobitelností a hospodárností v průběhu celého životního cyklu.