Titanium klasse 1 buis: samenstelling, specificaties en maatbereik

Buis van titaniumklasse 1 is een smeedbuis gemaakt van de laagste-sterkte en hoogste- ductiliteitsgraad van commercieel zuiver titanium, gedekt door UNS-nummer R50250. Het is een ongelegeerd alfa-titanium waarvan het zuurstof- en ijzergehalte binnen de commercieel zuivere familie aan de strengste grenzen wordt gehouden, wat precies zorgt voor uitstekende koudvervormbaarheid, hoge ductiliteit en betrouwbaar lasgedrag.

Wat definieert titaniumkwaliteit 1

Commercieel zuiver titanium wordt voornamelijk beoordeeld op basis van het interstitiële gehalte. Graad 1 houdt zuurstof op maximaal 0,18% en ijzer op maximaal 0,20%, de laagste van de gebruikelijke kwaliteiten, dus het materiaal is zachter en beter vervormbaar dan klasse 2, terwijl het dezelfde uitstekende corrosieweerstand biedt in oxiderende en licht reducerende media. Bij buizenwerk zijn twee kenmerken van belang. Ten eerste is de dichtheid ongeveer 4,51 g/cm³, ruwweg 57% van de 7,85 g/cm³ koolstofstaal, dus een klasse 1-buisleiding weegt iets meer dan de helft van een gelijkwaardige stalen leiding. Ten tweede vormt zich spontaan een beschermende oxidefilm op het oppervlak, die stabiel is in zeewater, chloriden, oxiderende zuren en de meeste industriële processtromen. Het bruikbare servicebereik strekt zich uit van cryogene temperaturen tot ongeveer 300 graden voor drukservice, waarbij de kruip- en oxidatieweerstand voldoende blijven.

Chemie en mechanische eigenschappen

De hoge rek en lage rekgrens van klasse 1 zijn de reden dat er gekozen is voor buizen die moeten worden uitgezet tot buisplaten, gebogen tot een kleine straal of opgerold. Waar een hogere sterkte nodig is bij dezelfde corrosieweerstand, is klasse 2 de gebruikelijke stap hoger, en waar sterkte de primaire vereiste is in plaats van vervormbaarheid, wordt in plaats daarvan een legeringsklasse zoals klasse 5 (Ti-6Al-4V) of klasse 9 (Ti-3Al-2,5V) geselecteerd.

Specificaties, maatbereik en productvormen

Graad 1 buizen en pijpen zijn besteld volgens drie belangrijke ASTM-specificaties, elk met een ASME-equivalent voor drukservice: ASTM B338 omvat naadloze en gelaste buizen voor condensors en warmtewisselaars, ASTM B861 omvat naadloze buizen en ASTM B862 omvat gelaste buizen; gelaste buizen vallen ook onder ASTM B337. Plaat, plaat en strip vallen onder ASTM B265, staaf en knuppel onder ASTM B348, en de niet-gelegeerde kwaliteiten bedoeld voor chirurgische implantaten onder ASTM F67. Veel voorkomende bestelgegevens zijn onder meer:

Nominale maat:15 mm NB tot 150 mm NB (1/2 inch tot 6 inch), met buitendiameters doorgaans van 30 mm tot 150 mm.

Wanddikte:ongeveer 2,5 mm tot 25 mm, of een lichtere wand voor dun-wandige warmtewisselaarbuizen.

Schema's:SCH 10, SCH 20, SCH 30, SCH 40, STD, SCH 60, XS, SCH 80, SCH 120, SCH 140, SCH 160 en XXS.

Lengte:enkele willekeurige, dubbele willekeurige of gespecificeerde snijlengtes.

Type:naadloos, ERW, gelast, EFW, koudgetrokken gelast of vervaardigd.

Formulier:ronde, vierkante en rechthoekige buis, spiraalbuis, U-bocht, pannenkoekspiraal en hydraulische buis.

Eindigt:glad uiteinde, afgeschuind uiteinde of schroefdraad.

Certificering:molentestcertificaat volgens EN 10204 3.1 waaruit de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen blijken.

Naadloos of gelast: de juiste klasse 1-buis kiezen

Naadloze klasse 1-buis wordt geproduceerd uit een doorboorde of geëxtrudeerde holte en vervolgens op maat gerold en getrokken, waardoor de longitudinale las wordt verwijderd en het de standaardkeuze wordt voor hogere druk, cyclisch gebruik en voor buizen die worden uitgezet tot een buizenplaat. Gelaste buis wordt gevormd uit strip en afgesloten met een autogene las, vervolgens koud bewerkt en waar nodig gegloeid; het is economisch voor lange rechte stukken, voor grote diameters en voor toepassingen waarbij de naad uit de hoogste spanningsrichting kan worden gehouden. Omdat klasse 1 een uitstekende ductiliteit heeft, kunnen gelaste buizen aanzienlijk koud worden verkleind zonder te scheuren. Een gelaste-en-getrokken buis benadert dus naadloze eigenschappen terwijl ze goedkoper te produceren zijn. De beslissing wordt normaal gesproken genomen op basis van de drukwaarde, de corrosietolerantie, de door de eindgebruiker vereiste acceptatienorm en de inspectiemethode die op de naad zal worden toegepast.

Toepassingen, fabricage en kwaliteitsverificatie

Het grootste gebruik vindt plaats in de vorm van warmteoverdracht: condensors, koelers, verdampers en ontziltingsinstallaties, waarbij dun{0}}wandige klasse 1-buizen zorgen voor een hoge warmteoverdracht met een lange levensduur in zeewater. Chemische en petrochemische fabrieken gebruiken het voor proceslijnen die chloriden en oxiderende media vervoeren; de medische en voedingsindustrie gebruikt het waar biocompatibiliteit en reinheid essentieel zijn; maritieme en offshore-projecten gebruiken het voor zeewaterleidingen en hydraulische leidingen; en ruimtevaart- en sportuitrusting gebruiken het waar een laag gewicht belangrijk is. De fabricage is gebaseerd op dezelfde eigenschappen die de kwaliteit bepalen: het kan worden gewalst, gebogen, uitlopend en uitgezet, en het las netjes als de verbinding wordt beschermd tegen lucht.

Kwaliteitsverificatie voor een bestelling van klasse 1 buizen combineert normaal gesproken een molentestcertificaat dat de chemische en mechanische eigenschappen omvat, dimensionale inspectie van de buitendiameter, wanddikte en rechtheid, een hydrostatische of pneumatische proef indien gespecificeerd door de norm, wervelstroom- of ultrasoon testen van de muur, en visuele inspectie van beide oppervlakken. Buizen voor warmtewisselaars worden vaak geleverd na een lucht-onderwatertest en eventuele beitsresten of ingebedde ijzerverontreiniging worden gecontroleerd voordat de buizen worden verpakt, omdat oppervlakteverontreiniging de belangrijkste oorzaak is van voortijdige corrosie in titaniumbuizenbundels.

Veelgestelde vragen

Vraag: Waar wordt Titanium Grade 1-buis voor gebruikt?
Het wordt voornamelijk gebruikt voor warmtewisselaar- en condensorbuizen, zeewater- en chemische procesleidingen, ontziltingsinstallaties, medische en voedselveilige leidingen en andere laag-gewicht, corrosie-bestendige toepassingen waarbij vervormbaarheid van belang is.

Vraag: Wat is het verschil tussen titaniumbuis van klasse 1 en klasse 2?
Graad 1 heeft minder zuurstof en ijzer, wat een hogere ductiliteit oplevert met een minimale treksterkte van 240 MPa, terwijl Graad 2 sterker is bij een minimale treksterkte van 345 MPa met een iets lagere rek.

Vraag: Welke specificaties hebben betrekking op titanium klasse 1 buis?
ASTM B338 omvat naadloze en gelaste buizen voor condensors en warmtewisselaars, ASTM B861 omvat naadloze buizen, ASTM B862 omvat gelaste buizen, en de ASME SB-versies zijn van toepassing op drukservice.

Vraag: Kan klasse 1 buis worden gelast?
Ja. Klasse 1 kan gemakkelijk worden gelast met TIG en soortgelijke processen, op voorwaarde dat de verbinding wordt beschermd door een hoog-zuiver inert gas en het oppervlak vrij is van olie-, vocht- en oxideverontreiniging.

Vraag: Hoeveel lichter is een titanium klasse 1 buis dan een stalen buis?
Titanium heeft een dichtheid van ongeveer 4,51 g/cm³, tegenover 7,85 g/cm³ voor koolstofstaal, dus een klasse 1-buis weegt ongeveer 57% zoveel als hetzelfde stalen profiel.

Vraag: Welke documentatie wordt meegeleverd bij een bestelling van klasse 1-buizen?
Bestellingen worden normaal gesproken geleverd met een fabriekstestcertificaat volgens EN 10204 3.1, waarin de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen worden vermeld, samen met dimensionale en niet-destructieve testresultaten waar vereist.