Ce este un tub de titan GR1?
Tub de titan GR1estestandard industrialpentru aplicații cu schimbătoare de căldură care necesitărezistență superioară la coroziune, randament termic ridicat, șidurata de viata lunga. Cunoscut și caASTM B338 gradul 1tubulatura, acest material este utilizat pe scară largă însisteme de răcire cu apă de mare, instalatii de desalinizare, prelucrare chimică, șigenerare de energie.
Standarde pentru tuburile schimbătoare de căldură
La aprovizionaretub de titan gr1pentru schimbătoarele de căldură, trebuie să specificați standardul corect.
| Standard | Formular de produs | Potrivit pentru schimbător de căldură? |
|---|---|---|
| ASTM B338 gradul 1 | Tuburi fără sudură sau sudate | DA – Specificație primară |
| ASME SB338 gradul 1 | Tuburi fără sudură sau sudate | DA – Codul recipientului sub presiune |
| ASTM B861 Gradul 1 | Conductă fără sudură (pereți mai groși) | NU – Pentru conducte generale, nu expansiune tubului |
| ASTM B862 Gr1 | Tuburi sudate | DA – Pentru aplicații mai puțin critice |
Specificați întotdeaunaASTM B338 grad 1pe comanda dumneavoastră de achiziție pentru tuburile schimbătoare de căldură. Acest standard include cerințe specifice pentrutest de aplatizare, test de ardere, șitest de aplatizare inversăcare sunt critice pentru expansiunea tubului.
Forme de tuburi de schimbător de căldură din titan
| Formă | Descriere | Tip schimbător de căldură |
|---|---|---|
| Tub drept | Forma cilindrică standard | Cel mai frecvent– carcasă și tub |
| U-Tub îndoit | Îndoit în formă de U- | Schimbător de căldură cu tuburi U-– permite dilatarea termică |
| Tub cu aripioare | Aripioare exterioare extrudate din peretele tubului | Schimbătoare de căldură-răcite cu aer |
| Tub ondulat elicoidal | Crestele spiralate pe ID sau OD | Transfer de căldură îmbunătățit– flux turbulent |
| Tub conic | OD variabil pe lungime | Serviciu chimic specializat |
Compoziția chimică a titanului GR1 pentru schimbătorul de căldură
| Element | Compoziție (Max %) | De ce contează |
|---|---|---|
| azot (N) | 0.03 | Previne fragilizarea |
| Carbon (C) | 0.08 | Menține integritatea structurală |
| Hidrogen (H) | 0.015 | Previne fragilizarea hidrogenului |
| Fier (Fe) | 0.20 | Impuritate controlată |
| Oxigen (O) | 0.18 | Cheie pentru ductilitate – mai mică decât GR2 |
| Titan (Ti) | Echilibru | Metal de bază |
The0,18% oxigen maxîntitan de gradul 1este ceea ce o facemoale și ductilă. GR2 are 0,25% oxigen, ceea ce mărește rezistența darreduce alungirea de la 24% la 20%– o diferență critică pentru expansiunea tubului.
Proprietățile mecanice ale tubului de titan GR1
| Proprietate | Valoare | Importanţă |
|---|---|---|
| Rezistența la tracțiune (min) | 240 MPa | Adecvat pentru evaluarea presiunii |
| Limita de curgere a titanului Gr1(min) | 138 MPa | Expansiune redusă - ușoară a tubului |
| Alungire (min) | 24% | Ridicat – fără fisuri în timpul arderii |
| Duritate din titan de gradul 1 | 70-80 HRB | Moale – rezistă la uzură în timpul rulării |
| Densitate titan grad 1 | 4,51 g/cm³ | Ușoare – cu 40% mai puțin decât cuprul-nichel |
| Modulul de elasticitate | 103 GPa | Flexibil – absoarbe expansiunea termică |
| Conductivitate termică | 16 W/m·K | Adecvat pentru majoritatea sarcinilor de transfer de căldură |
Dimensiuni și toleranțe pentru tuburile schimbătoare de căldură
ASTM B338 grad 1specifica dimensiuni standard pentrutub de titan gr1în serviciul schimbătorului de căldură.
Dimensiuni OD obișnuite pentru schimbătoarele de căldură:
| OD (mm) | OD (inch) | Grosimea tipică a peretelui (mm) |
|---|---|---|
| 12.7 | 0.500 | 0.5 – 1.2 |
| 15.9 | 0.625 | 0.7 – 1.2 |
| 19.05 | 0.750 | 0,9 – 1,6 (cel mai frecvent) |
| 25.4 | 1.000 | 1.0 – 2.0 |
| 31.8 | 1.250 | 1.2 – 2.5 |
Toleranțe OD (ASTM B338):
| Interval OD (mm) | Toleranță (± mm) |
|---|---|
| 3 – 25 | ± 0.10 |
| 25 – 50 | ± 0.13 |
| 50 – 100 | ± 0.20 |
Toleranțe de grosime a peretelui:
| Interval WT (mm) | Toleranță (± %) |
|---|---|
| 0.5 – 1.0 | ± 15% |
| 1.0 – 2.0 | ± 12% |
| 2.0 – 3.0 | ± 10% |
Expansiunea tubului
Expansiunea tubului (numită și laminarea tubului sau prelevarea tubului) este procesul deextinderea mecanică a tubului în foaia tubularăpentru a crea o etanșare-etanșă.
De ce titanul GR1 este superior pentru expansiunea tubului:
| Proprietate | GR1 Titan | GR2 Titan | Cupru-Nichel | Inoxidabil 316L |
|---|---|---|---|---|
| Limita de curgere (MPa) | 138 (scăzut) | 275 | 105 | 205 |
| alungire (%) | 24 (mare) | 20 | 30 | 40 |
| Forța de expansiune necesară | Scăzut | Ridicat | Scăzut | Mediu |
| Risc de fisurare | Foarte Scăzut | Moderat | Scăzut | Scăzut |
| Uzura sculelor de rulare | Scăzut | Ridicat | Mediu | Ridicat |
Thediferența dintre titanul pur gr1 și gr2pentru expansiunea tubului estesemnificativ. GR1-urilelimită de curgere mai micăşialungire mai marefă-omult mai usorsă se extindă fără să se crape. Mulți producători de schimbătoare de căldurărefuza folosirea GR2pentru expansiunea tubului.
Tabelul parametrilor de sudare pentru tubul de titan GR1
| Parametru | Valoare |
|---|---|
| Proces | GTAW (TIG) |
| Gaz de protecție | Argon (99,995% pur) |
| Debitul de gaz (torță) | 10 – 15 L/min |
| Debitul de gaz (purjare înapoi) | 5 – 10 L/min |
| Voltaj | 10 – 14 V |
| Amperaj | 40 – 100 A |
| Electrod de wolfram | 1,6 mm (2% ceriat) |
| Metal de umplutură | ERTi-1 |
| Temperatura interpass | Mai mică sau egală cu 150 de grade |
| Max Oxygen (purjare din spate) | < 100 ppm |
Rezistența la coroziune a titanului GR1 în schimbătorul de căldură
Schimbător de căldură din titan Gr1oferta tuburirezistență excepțională la coroziuneîn medii agresive:
| Mediu | Performanță GR1 | Performanța concurenței |
|---|---|---|
| Apa de mare (ambientală) | Imun la pitting | Cupru-nichel: sâmburi după 5-10 ani |
| Cloruri (până la 200 de grade) | Fără SCC | 316L: SCC la 60 de grade + |
| Apa salmastra | Excelent | Cupru: eroziune-coroziune |
| Acid azotic (diluat) | Excelent | Inoxidabil: acceptabil |
| Acid acetic | Excelent | Cupru: nu este potrivit |
| Acid sulfuric (diluat) | Bun (până la 10%) | Inoxidabil: sărac |
| Acid clorhidric | Limitat (de evitat) | Titanul nu este recomandat |
Schimbător de căldură din titan Gr1tuburile sunt celealegere standardpentru instalațiile de desalinizare cu mai multe-stage flash (MSF) și cu multi-efect de distilare (MED). Durata de viatadepaseste 30 de anicufără toleranță de coroziune.
GR1 Titan vs GR2 pentru tuburile schimbătoare de căldură
| Proprietate | GR1 Titan | GR2 Titan | Verdict |
|---|---|---|---|
| Conținut de oxigen | 0,18% max | 0,25% max | GR1 mai pur |
| Puterea de curgere | 138 MPa (scăzut) | 275 MPa (mare) | GR1 pentru extindere |
| Elongaţie | 24% (mare) | 20% (mai mic) | GR1 pentru ardere |
| Rezistenta la coroziune | Excelent | Excelent | Aceleaşi |
| Adecvarea expansiunii tubului | Excelent | Sărac până la Corect | Numai GR1 |
| Presiune nominală (același perete) | Mai jos | Superior | GR2 pentru carcasă, nu tuburi |
| Pret pe kg | 25-40 USD | 22-35 USD | GR2 mai ieftin |
Diferența dintre titan pur gr1 și gr2 pentru schimbătoare de căldură:UtilizareGR1 pentru tuburi(necesită extindere). UtilizareGR2 pentru foi tubulare și carcase(are nevoie de putere).Nu înlocuiți niciodată GR2 cu GR1 în tuburile schimbătoarelor de căldură.
Aplicații ale tuburilor schimbătoare de căldură din titan GR1
Schimbător de căldură din titan Gr1tuburile sunt utilizate în următoarele industrii:
| Industrie | Aplicație specifică |
|---|---|
| Desalinizare | Încălzitoare de saramură MSF (cu mai multe-etape), evaporatoare MED (distilare cu mai multe-efecte) |
| Generare de energie | Condensatoare cu apă de mare-, schimbătoare de căldură cu apă de răcire |
| Prelucrare chimică | Răcitoare cu acid, încălzitoare, refierbătoare |
| Marin | Răcitoare de apă manta motorului, răcitoare de ulei hidraulic |
| HVAC | Răcitoare răcite cu apă de mare-, condensatoare frigorifice |
| Farmaceutic | Încălzire/răcire cu apă pură (ne-contaminatoare) |
| Celuloză și hârtie | Schimbătoare de căldură pentru instalații de înălbitor |
Inspecţie
| Test | Standard | Frecvenţă | Scop |
|---|---|---|---|
| Analiza chimică | ASTM E2371 | Pe căldură | Verificagr1 compoziție chimică a titanului |
| Încercarea de tracțiune | ASTM E8 | Pe căldură | VerificaLimita de curgere a titanului gr1 |
| Test de duritate | ASTM E18 | Pe căldură | Verificaduritate titan de gradul 1 |
| Test hidrostatic | ASTM B338 | 100% | Detectarea scurgerilor |
| Test cu curenți turbionari (ECT) | ASTM E215 | 100% | Defecte de suprafață și subterană |
| Test de aplatizare | ASTM B338 | Pe lot | Verificați ductilitatea |
| Test de ardere | ASTM B338 | Pe lot | Verificați capacitatea de extindere |
| Test de aplatizare inversă | ASTM B338 | Pe lot | Integritatea cusăturii tubului sudat |
| Inspecție dimensională | Micrometru cu laser | 100% | OD, WT, lungime |
| Inspecție vizuală | mărire de 10x | 100% | Defecte de suprafață |
Ambalare
| Pas | Metodă | Scop |
|---|---|---|
| 1 | Capace din plasticpe ambele capete | Preveniți deteriorarea marginilor și resturile |
| 2 | Geanta individuala din polietilenepe tub | Preveniți zgârieturile la suprafață |
| 3 | Ambalaj din hârtie kraft | Protecție suplimentară împotriva zgârieturilor |
| 4 | Lăzi de lemn(ISPM-15 fumigat) | Protecție structurală |
| 5 | Curele din oțelinteriorul cutiei | Preveniți mișcarea tubului |
| 6 | Etichete-codate cu culori(albastru pentru GR1) | Grad, număr de căldură, mărime, cantitate |
| 7 | Căptușeală din plastic rezistent la apă | Protecție împotriva umezelii |
Fabrică și echipamente
| Echipamente | Cantitate | |
|---|---|---|
| Mori Pilger Rece | 8 unitati | Reducere de precizie a tubului – toleranțe OD/WT strânse |
| Cuptoare de recoacere(vid) | 4 unitati | Ameliorarea stresului -fără contaminare cu oxigen |
| Mașini de îndreptat | 5 unitati | Corectitudine în interior0,5 mm/m |
| Linie de testare cu ultrasunete | 2 unitati | Detectarea automată a defectelor |
| Testoare de curenți turbionari | 3 unitati | Detectarea defectelor de suprafață (ECT) |
| Mașini de tăiat CNC | 6 unitati | Tăiere cu precizie în lungime ±1mm |
| Linii de lustruire și decapare | 2 linii | Finisarea suprafeței Ra Mai mică sau egală cu 0,8μm |
| Spectrometru cu emisie optică | 2 unitati | -Verificare chimică internă |
| Mașină universală de testare | 2 unitati | Limita de curgere a titanului Gr1testarea |
| Tester de duritate | 2 unitati | Duritate titan de gradul 1verificare |
| Testoare hidrostatice | 4 unitati | Testare de scurgeri 100%. |
FAQ
Î1: Care este diferența dintre ASTM B338 gradul 1 și ASTM B861 gradul 1 pentru aplicațiile cu schimbătoare de căldură?
A: ASTM B338 gradul 1este special conceput pentruschimbătorul de căldură și tubulatura condensatorului. Acesta includeteste de aplatizare, evazare și aplatizare inversăcare verifică ductilitatea pentru expansiunea tubului.ASTM B861 Gradul 1este pentruțeavă fără sudurăutilizat în serviciul general rezistent la coroziune-- nu include aceste teste de ductilitate.Specificați întotdeauna ASTM B338 Gradul 1pentruschimbător de căldură din titan gr1tuburi.
Î2: Se poate folosi tubul sudat ASTM B862 Gr1 pentru un schimbător de căldură din titan gr1?
A: Da,ASTM B862 Gr1tubul sudat poate fi folosit pentruaplicații cu schimbătoare de căldură mai puțin criticeunde este tubulnu extins(de exemplu, evaporatoare cu film în cădere, unele răcitoare chimice). Cu toate acestea, pentruexpansiunea tubului în foi tubulare, fără sudură ASTM B338 grad 1este de preferat deoarece tuburile sudate pot aveacrăparea cusăturiiîn timpul expansiunii. Pentru condensatoare-răcite cu apă de mare,utilizați întotdeauna fără sudură.
Î3: De ce gradul de curgere a titanului gr1 contează pentru expansiunea tubului în foile tubulare?
A: Limita de curgere a titanului Gr1(138 MPa min) estesuficient de jospentru a permite deformarea plastică în timpul expansiunii tubului fărăsupraîncărcarea foii tubulare. Materialele cu limită de curgere mai mare (cum ar fi GR2 la 275 MPa) necesităforță de rulare mai mare, care poatedistorsionează găurile pentru foile tubularesausparge tubul. Limita de curgere scăzută înseamnă, de asemeneamai puțin springback– tubul rămâne extins.
Î4: Cum afectează titanul de gradul 1 față de gradul 2 selecția tubului schimbătorului de căldură?
A: Titan grad 1 vs grad 2pentru tuburile schimbatorului de caldura:GR1 este corect pentru tuburipentru că arealungire mai mare (24% vs 20%)şilimită de curgere mai mică (138 MPa vs 275 MPa)– ambele critice pentru expansiunea tubului.GR2 este folosit pentru foi tuburi și carcaseunde este nevoie de o rezistență mai mare.Diferența dintre titan pur gr1 și gr2este conținutul de oxigen (0,18% față de 0,25%), ceea ce creează această diferență de proprietăți mecanice.
Î5: Care este temperatura maximă de funcționare pentru un schimbător de căldură din titan gr1?
A: Schimbător de căldură din titan Gr1poate funcționa continuu la temperaturi de până la150 de gradefără degradarea proprietăților mecanice. Între150 de grade și 200 de grade, puterea începe să scadă. Mai sus200 de grade,-expunerea pe termen lung poate cauzaoxidareşiabsorbția hidrogenului. Pentru service peste 200 de grade, utilizațiGR2 sau GR7titan. Pentru serviciul cu apă de mare, limitați temperatura la120 de gradepentru a preveni coroziunea în crăpături.
Î6: Tubul de titan gr1 poate fi utilizat în condensatoare cu apă de mare-răcită?
A: Absolut. Tub de titan Gr1estematerialul preferatpentru condensatoare-răcite cu apă de mare din centralele electrice și instalațiile de desalinizare. Spre deosebire de cupru-nichel (care suferă sâmburi după 5-10 ani) sau oțel inoxidabil (care suferă coroziune prin fisuri),teava de titan gr1oferte>Durată de viață de 30 de anicufără toleranță de coroziune. Zeci de mii de tone deASTM B338 gradul 1tuburile sunt în serviciu în întreaga lume.
