Titanbetyg för marinteknik: Urvalsguide

Att välja rätt titankvalitet för ett marintekniskt projekt handlar inte bara om att bestämma om man ska använda titan. Rätt material beror på din driftsmiljö, utrustningsdesign och prestandakrav.

Till exempel, om du designar ett sjövattenrörsystem, kan korrosionsbeständighet och svetsbarhet vara dina främsta problem. För borrkomponenter kan du lägga större vikt vid styrka och utmattningsprestanda. För värmeväxlare är lång-beständighet mot miljöer innehållande havsvatten och klorid- särskilt viktigt. För fästelement och flänsar måste du ta hänsyn till korrosionsbeständighet, mekaniska egenskaper och långsiktig-anslutningssäkerhet tillsammans.

När du skaffartitan för marina applikationer, bör du därför utvärdera följande faktorer:

• Servicemedium
• Havsvattentemperatur
• Havsvattenflödeshastighet
• Driftstryck
• Driftstemperatur
• Krav på styrka
• Trötthetsbelastning
• Produktens mått
• Tillverkningsstandarder
• Krav på värmebehandling
• Icke-destruktiva testkrav

Den här guiden förklarar flera av de vanligastetitankvaliteter för marinteknikoch hjälper dig att avgöra vilket betyg som kan vara lämpligt för din ansökan.

När du väljer titan för marin utrustning beror det bästa betyget på de faktiska serviceförhållandena snarare än på applikationsnamnet enbart.

ASTM B348/B348täcker stänger och ämnen av titan och titanlegering och inkluderarÅrskurs 2, årskurs 5, årskurs 7 och årskurs 12bland de täckta betygen.

Du bör alltid bekräfta den slutliga materialkvaliteten mot din utrustnings designvillkor, tillämpliga tekniska standarder och faktiska servicemiljöer.

Grad 2 titanär kommersiellt rent titan och används vanligen inom marinteknik, avsaltning av havsvatten, skeppsbyggnad och offshoreutrustning som en korrosionsbeständig metall-.

Den har följande egenskaper:

1. Utmärkt korrosionsbeständighet mot havsvatten – Utmärkt motståndskraft mot havsvatten, gropkorrosion, spaltkorrosion och erosion, vilket gör den lämplig för långvarig-exponering för havsvatten.
2. God bearbetbarhet – Töjningen är vanligtvis runt 20%–28%, vilket möjliggör kallbearbetning, varmbearbetning och bearbetning.
3. Bra svetsbarhet – Kompatibel med vanliga svetsmetoder som TIG och MIG, vilket gör den lämplig för tillverkning av havsvattenledningar, värmeväxlare och marin utrustning.
4. God övergripande korrosionsbeständighet – bildar en stabil passiv film på ytan som ger god korrosionsbeständighet i miljöer som innehåller havsvatten och klorid-, samt stark motståndskraft mot gropkorrosion, spaltkorrosion och spänningskorrosion.

Därför är klass 2 särskilt lämplig för:

• Havsvattenrör
• Värmeväxlarrör
• Kondensorer
• Utrustning för avsaltning av havsvatten
• Havsvattencirkulationssystem
• Pump och ventilkomponenter
• Flänsar
• Fästelement
• Marin utrustning strukturella komponenter

För utrustning som inte kräver extremt hög hållfasthet men som kräver långvarig-beständighet mot korrosion i havsvatten är grad 2 ofta det föredragna materialet.

Grad 12 titanhänvisar i allmänhet till Ti-0,3Mo-0,8Ni (UNS R53400). ASTM B348/B348 identifierar Grad 12 som en titanlegering som innehåller cirka 0,3 % molybden och 0,8 % nickel.

Jämfört med kommersiellt rent Grade 2 titanium, Grade 12 innehåller små tillsatser av molybden och nickel som kan förbättra dess prestanda i vissa reducerande och korrosiva miljöer.

Du kan överväga klass 12 när din utrustning utsätts för:

• Havsvattenutrustning
• Utrustning för kemisk bearbetning
• Värmeväxlare
• Avsaltningsutrustning
• Marina rörledningar
• Klorid-innehållande media
• Mer krävande korrosiva serviceförhållanden

För utrustning som utsätts för både havsvatten och industriella processmedia,Betyg 12 kan övervägas som ett alternativ till årskurs 2.

Du bör dock inte välja klass 12 bara för att miljön beskrivs som "marin". Ditt slutliga val bör baseras på den faktiska kemin, temperaturen, flödeshastigheten, trycket och designkraven för ditt system.

Grad 7 titanär kommersiellt rent titan med en liten tillsats av palladium. ASTM B348/B348M specificerar klass 7 som olegerat titan innehållande 0,12 % till 0,25 % palladium.

Tillsatsen av palladium förbättrar titanets motståndskraft i vissa reducerande och starkt korrosiva miljöer.

Du kan överväga årskurs 7 för:

• Speciella kemiska processmiljöer
• Marin och havsvattenutrustning
• Vissa applikationer för havsvatten med högre-temperatur
• Miljöer med ökad risk för spaltkorrosion
• Andra applikationer där förbättrad korrosionsbeständighet krävs

Den största fördelen med Grade 7 är dess förbättrade korrosionsprestanda i vissa aggressiva miljöer jämfört med kommersiellt rena titankvaliteter utan palladium.

Men om du väljer titan för marinteknik bör du utvärdera den faktiska kemin och driftsförhållandena snarare än att anta att Grade 7 automatiskt är det bästa valet för varje havsvattenapplikation.

När du väljer titan för din marinutrustning bör du överväga korrosionsmiljön, mekaniska krav, produktform och tillämpliga standarder som dina första urvalskriterier.

Ditt slutliga materialval bör baseras på det faktiska servicemediet, temperatur, koncentration, flödeshastighet, tryck och tekniska krav.

Om havsvattenkorrosionsbeständighet är din huvudprioritet

Tänk på årskurs 2 först.

Klass 2 är kommersiellt rent titan med utmärkt havsvattenkorrosionsbeständighet, god svetsbarhet, formbarhet och bearbetbarhet.

Om ditt största problem är långvarig-korrosionsbeständighet i havsvatten snarare än maximal mekanisk styrka, är grad 2 ofta en logisk utgångspunkt.

Om du behöver högre mekanisk styrka

Överväg grad 5 titan.

Grade 5 (Ti-6Al-4V) ger betydligt högre mekanisk hållfasthet än kommersiellt rena titankvaliteter och används ofta när du behöver högre hållfasthet, bärförmåga eller viktminskning.

Men högre hållfasthet betyder inte automatiskt bättre prestanda i varje havsvattenmiljö. Om havsvattenkorrosionsbeständighet är ditt primära krav, bör du utvärdera de faktiska korrosionsförhållandena tillsammans med de mekaniska kraven innan du väljer Grad 5.

Om du arbetar i en mer krävande frätande miljö

Tänk på årskurs 12 eller årskurs 7.

Årskurs 12:Ti-0,3Mo-0,8Ni. Du kan överväga Grade 12 när du behöver god korrosionsbeständighet tillsammans med högre mekanisk hållfasthet än vissa kommersiellt rena titankvaliteter, särskilt i vissa korrosiva eller kloridhaltiga miljöer.

Årskurs 7:Denna palladium-innehållande titankvalitet kan ge förbättrad korrosionsbeständighet i vissa aggressiva kemiska och reducerande miljöer. Det kan övervägas när korrosionsbeständighet har högre prioritet och serviceförhållandena motiverar den extra legeringskostnaden.

Dessutom innebär marinteknik ofta att sammanfoga olika titanmaterial eller integrera dem med olika material. I sådana fall är det nödvändigt att ingående överväga skillnader i värmeutvidgningskoefficienter, svetskompatibilitet och långtidsgränssnittsstabilitet under serviceförhållanden. Det rekommenderas att utföra små-simuleringstester i kritiska områden eller hänvisa till historiska driftsdata från liknande projekt för att stödja det slutliga materialbeslutet. Materialval är inte bara en jämförelse av materialegenskaper, utan en omfattande avvägning- mellan tillförlitlighet, tillverkningsbarhet och ekonomi under hela livscykeln.