Graus de titani per a Enginyeria Marina: Guia de selecció

Escollir el grau de titani adequat per a un projecte d'enginyeria marina no es tracta simplement de decidir si s'utilitza titani. El material adequat depèn del vostre entorn operatiu, el disseny de l'equip i els requisits de rendiment.

Per exemple, si esteu dissenyant un sistema de canonades d'aigua de mar, la resistència a la corrosió i la soldabilitat poden ser les vostres principals preocupacions. Per a components de perforació, podeu posar més èmfasi en el rendiment de la força i la fatiga. Per als intercanviadors de calor, és especialment important la resistència a llarg termini-a l'aigua de mar i als ambients que contenen clorurs-. Per als elements de fixació i les brides, heu de tenir en compte la resistència a la corrosió, les propietats mecàniques i la fiabilitat de la connexió a llarg termini-.

Quan estàs compranttitani per a aplicacions marines, per tant, hauríeu d'avaluar els factors següents:

• Mitjà de servei
• Temperatura de l'aigua de mar
• Velocitat del flux d'aigua de mar
• Pressió de funcionament
• Temperatura de funcionament
• Requisits de força
• Càrrega de fatiga
• Dimensions del producte
• Normes de fabricació
• Requisits de tractament tèrmic
• Requisits de proves no-destructives

Aquesta guia explica diversos considerats habitualmentgraus de titani per a enginyeria marinai t'ajuda a determinar quin grau pot ser adequat per a la teva aplicació.

Quan seleccioneu titani per a equips marins, la millor qualitat depèn de les condicions reals del servei en lloc del nom de l'aplicació.

ASTM B348/B348cobreix barres i palangres de titani i aliatge de titani i inclou2n grau, 5è, 7è i 12èentre les qualificacions cobertes.

Sempre hauríeu de confirmar la qualificació final del material amb les condicions de disseny de l'equip, els estàndards d'enginyeria aplicables i l'entorn de servei real.

Titani grau 2és titani pur comercialment i s'utilitza habitualment en enginyeria marina, dessalinització d'aigua de mar, construcció naval i equips en alta mar com a metall resistent a la corrosió-.

Posseeix les següents característiques:

1. Excel·lent resistència a la corrosió de l'aigua de mar: excel·lent resistència a l'aigua de mar, a la corrosió per picadura, a la corrosió en escletxes i a l'erosió, la qual cosa la fa apta per a l'exposició a llarg termini-a l'aigua de mar.
2. Bona mecanització: l'allargament sol ser al voltant del 20%-28%, permetent el treball en fred, el treball en calent i el mecanitzat.
3. Bona soldabilitat - Compatible amb mètodes de soldadura habituals com TIG i MIG, el que el fa adequat per a la fabricació de canonades d'aigua de mar, intercanviadors de calor i equips marins.
4. Bona resistència a la corrosió general: forma una pel·lícula passiva estable a la superfície, proporcionant una bona resistència a la corrosió en entorns que contenen aigua de mar i clorur{0}}, així com una forta resistència a la corrosió per picadura, corrosió per escletxes i esquerdes per corrosió per tensió.

Per tant, el grau 2 és especialment adequat per a:

• Conductes d'aigua de mar
• Tubs intercanviadors de calor
• Condensadors
• Equips dessalinitzadors d'aigua de mar
• Sistemes de circulació d'aigua de mar
• Components de la bomba i la vàlvula
• Brides
• Elements de fixació
• Components estructurals d'equips marítims

Per als equips que no requereixen una resistència extremadament alta però que necessiten una resistència a llarg termini a la corrosió de l'aigua de mar, el grau 2 és sovint el material preferit.

Titani grau 12generalment es refereix a Ti-0.3Mo-0.8Ni (UNS R53400). ASTM B348/B348 identifica el grau 12 com un aliatge de titani que conté aproximadament un 0,3% de molibdè i un 0,8% de níquel.

En comparació amb el titani de grau 2 comercialment pur, el grau 12 conté petites addicions de molibdè i níquel que poden millorar el seu rendiment en determinats entorns reductors i corrosius.

Podeu considerar el grau 12 quan el vostre equip estigui exposat a:

• Equips d'aigua de mar
• Equips de processament químic
• Bescanviadors de calor
• Equip de dessalinització
• Tuberia marina
• Mitjans que contenen-clorur
• Condicions de servei corrosives més exigents

Per a equips exposats tant a aigua de mar com a mitjans de procés industrial,El grau 12 es pot considerar com una alternativa al grau 2.

Tanmateix, no hauríeu de seleccionar el grau 12 simplement perquè l'entorn es descriu com a "marí". La vostra elecció final s'ha de basar en els requisits reals de la química, la temperatura, la velocitat del flux, la pressió i el disseny del vostre sistema.

Titani grau 7és titani comercialment pur amb una petita addició de pal·ladi. ASTM B348/B348M especifica el grau 7 com a titani no aliat que conté entre un 0,12% i un 0,25% de pal·ladi.

L'addició de pal·ladi millora la resistència del titani en determinats ambients reductors i altament corrosius.

Podeu considerar el grau 7 per a:

• Entorns especials de processament químic
• Equipament marin i d'aigua de mar
• Determinades aplicacions d'aigua de mar-temperatura més alta
• Entorns amb major preocupació per la corrosió de les esquerdes
• Altres aplicacions on es requereix una resistència a la corrosió millorada

El principal avantatge del grau 7 és el seu rendiment millorat a la corrosió en determinats entorns agressius en comparació amb els graus de titani comercialment pur sense pal·ladi.

Tanmateix, si seleccioneu titani per a enginyeria marina, hauríeu d'avaluar la química real i les condicions de funcionament en lloc de suposar que el grau 7 és automàticament la millor opció per a cada aplicació d'aigua de mar.

Quan seleccioneu titani per al vostre equip marí, heu de tenir en compte l'entorn de corrosió, els requisits mecànics, la forma del producte i els estàndards aplicables com a criteris de selecció inicials.

La selecció final del material s'ha de basar en el medi de servei real, la temperatura, la concentració, la velocitat del flux, la pressió i els requisits d'enginyeria.

Si la resistència a la corrosió de l'aigua de mar és la vostra prioritat principal

Considereu primer el grau 2.

El grau 2 és de titani comercialment pur amb una excel·lent resistència a la corrosió de l'aigua de mar, bona soldabilitat, conformabilitat i mecanització.

Si la vostra principal preocupació és la resistència a la corrosió de l'aigua de mar a llarg termini en lloc de la resistència mecànica màxima, el grau 2 sol ser un punt de partida lògic.

Si necessiteu una major resistència mecànica

Penseu en el titani de grau 5.

El grau 5 (Ti-6Al-4V) proporciona una resistència mecànica significativament més alta que els graus de titani pur comercialment i s'utilitza àmpliament quan necessiteu una major resistència, capacitat de càrrega o reducció de pes.

Tanmateix, una resistència més alta no significa automàticament un millor rendiment en tots els ambients d'aigua de mar. Si la resistència a la corrosió de l'aigua de mar és el vostre requisit principal, hauríeu d'avaluar les condicions de corrosió reals juntament amb els requisits mecànics abans de seleccionar el grau 5.

Si esteu treballant en un entorn corrosiu més exigent

Considereu el grau 12 o el grau 7.

Grau 12:Ti-0,3Mo-0,8Ni. Podeu considerar el grau 12 quan necessiteu una bona resistència a la corrosió juntament amb una resistència mecànica més alta que alguns graus de titani pur comercialment, especialment en determinats entorns corrosius o que contenen clorur.

Grau 7:Aquest grau de titani-que conté pal·ladi pot proporcionar una resistència a la corrosió millorada en determinats entorns químics agressius i reductors. Es pot considerar quan la resistència a la corrosió és una prioritat més alta i les condicions de servei justifiquen el cost addicional de l'aliatge.

A més, l'enginyeria marina sovint implica unir diferents materials de titani o integrar-los amb materials diferents. En aquests casos, cal considerar exhaustivament les diferències en els coeficients d'expansió tèrmica, la compatibilitat de la soldadura i l'estabilitat de la interfície a llarg termini-en condicions de servei. Es recomana dur a terme proves de simulació a petita-escala en àrees crítiques o fer referència a dades operatives històriques de projectes similars per donar suport a la decisió material final. La selecció de materials no és només una comparació de les propietats del material, sinó un intercanvi-complet entre fiabilitat, fabricabilitat i economia durant tot el cicle de vida.