Graad 1 titanium en ASTM B337
ASTM B337 is de specificatie voor naadloze en gelaste buizen van titanium en titaniumlegeringen, die het volledige bereik van commercieel zuivere en gelegeerde kwaliteiten omvat. Rang 1, aangeduid als UNS R50250, heeft een minimale treksterkte van 240 MPa, een minimale vloeigrens van 170 MPa en een rek van minstens 24 procent. Het is de zachtste titaniumkwaliteit, wat zich vertaalt in maximale koudvervormbaarheid, lasbaarheid en weerstand tegen stootschade tijdens installatie.
De chemie wordt streng gecontroleerd: ijzer is beperkt tot 0,20 procent en zuurstof tot 0,18 procent, waarbij de rest hoofdzakelijk titanium is. Deze limieten behouden de ductiliteit die klasse 1 gemakkelijk te hanteren maakt, en de corrosieweerstand blijft volledig behouden omdat deze afhankelijk is van de titaniumoxidefilm in plaats van van sterkte.
Waarom chemische fabrieken titanium leidingen gebruiken
Chemische proceslijnen vervoeren zuren, chloriden, oxidatiemiddelen en organische media die koolstofstaal, roestvrij staal en zelfs nikkellegeringen aantasten. Titanium leidingen zijn bestand tegen deze vloeistoffen dankzij hun stabiele, zelf{1}}herstellende oxidefilm, en zijn immuun voor de chloride-putvorming en spanningscorrosie die roestvast staal beperken bij gebruik met hete chloriden. Graad 1 wordt gespecificeerd waarbij de hoofdtaak van de lijn corrosiebestendigheid bij gematigde druk en temperatuur is.
Naadloze constructie zorgt voor extra betrouwbaarheid: de buiswand is uniform en heeft geen lasnaad, wat de voorkeur heeft voor kritische leidingen en voor de kleine- instrument- en bemonsteringsleidingen die door chemische fabrieken lopen. De afwezigheid van een naad vereenvoudigt bovendien de inspectie, omdat de hele wand door middel van ultrasoon onderzoek kan worden onderzocht zonder de interpretatieproblemen van een laszone.
Toepassingen in de chemische processervice
Typische naadloze leidingdiensten van klasse 1 omvatten de behandeling van zout- en zwavelzuur bij gematigde concentraties en temperaturen, leidingen voor chloor- en chloor-alkali-installaties, leidingen voor bleekinstallaties, zeewater- en pekelsystemen en farmaceutische proceslijnen waar de productzuiverheid wordt beschermd door het inerte oppervlak. De pijp dient ook als voeringmateriaal voor koolstofstalen vaten en als overdrachtsleidingen tussen reactoren en opslag.
Omdat klasse 1 zo ductiel is, tolereert het de thermische uitzetting en trillingen van proceslijnen zonder te scheuren, en kan het worden voorzien van een flens met standaard titanium of beklede flenzen. Naadloze buizen met kleine- diameters vanaf 1/8 inch en hoger voeden instrumenten, analysatoren en bemonsteringssystemen met dezelfde corrosieweerstand als de hoofdproceslijnen.
Fabricage en installatie
Buis van klasse 1 wordt gesneden met schuur- of hardmetalen zagen, ontbraamd en verbonden door gaswolfraambooglassen onder argonafscherming. Het zachte materiaal is gemakkelijk te lassen en er is voor de meeste werkzaamheden geen warmtebehandeling na het lassen vereist. Bochten worden gemaakt door koud buigen met standaard gereedschap, en pijpsteunen gebruiken titanium of gevoerde klemmen om galvanisch contact met staal te voorkomen.
Schone behandeling is essentieel: ijzerverontreiniging van gereedschappen, rekken of hefapparatuur moet worden verwijderd door middel van beitsen of slijpen, omdat ingebed ijzer bij verhoogde temperaturen plaatselijke corrosie kan veroorzaken. Na installatie wordt de lijn hydrostatisch getest en, waar de code dit vereist, worden de lassen radiografisch gemaakt of onderzocht met andere niet-destructieve methoden.
Druk- en temperatuurlimieten
De bescheiden sterkte van klasse 1 bepaalt de drukwaarde van de buis: de wanddikte wordt bepaald aan de hand van de toegestane spanningen die voor klasse 1 zijn gepubliceerd in leidingcodes zoals ASME B31.3. Voor hogere drukken schakelen ontwerpers over naar klasse 2 of klasse 3, of naar gelegeerde kwaliteiten, waarbij ze een iets lagere vervormbaarheid accepteren. De temperatuur wordt voornamelijk beperkt door oxidatie en kruip, waarbij continu gebruik doorgaans onder de 300 graden Celsius ligt.
Binnen deze grenzen bieden leidingen van klasse 1 de laagste onderhoudslast van alle metalen leidingmateriaal: geen coatings, geen kathodische bescherming, geen corrosietoeslag. De economie geeft de voorkeur aan titanium waar chloride-aanvallen anders frequente vervanging van roestvrijstalen of gevoerde koolstofstalen leidingen zouden vereisen.
Veelgestelde vragen
Vraag: Wat is ASTM B337 klasse 1 titaniumbuis?
A: Het is een naadloze of gelaste buis in commercieel zuiver titanium UNS R50250, de zachtste kwaliteit, met een minimale treksterkte van 240 MPa en uitstekende vervormbaarheid.
Vraag: Waarom klasse 1 gebruiken in plaats van graad 2 voor chemische leidingen?
A: Klasse 1 biedt maximale ductiliteit en lasbaarheid voor dezelfde corrosieweerstand, geschikt voor complexe routings, kleine- boorlijnen en frequente veldaanpassingen.
Vraag: Kan klasse 1 titanium pijp omgaan met zoutzuur?
A: Bij gematigde concentraties en temperaturen presteert het goed; de oxidefilm is beter bestand tegen reducerende zuren dan roestvrij staal, hoewel de limieten moeten worden gecontroleerd aan de hand van het specifieke gebruik.
Vraag: Moeten buizen van klasse 1 na-het lassen een warmtebehandeling ondergaan?
A: Nee, lassen gemaakt met de juiste argonafscherming voldoen aan de servicevereisten zonder warmtebehandeling na- het lassen in de meeste toepassingen in chemische fabrieken.
Vraag: Hoe wordt ijzerverontreiniging uit titanium leidingen verwijderd?
A: Ingebed ijzer wordt verwijderd door beitsen in een salpeterzuur-fluorwaterstofzuuroplossing of door mechanisch reinigen, gevolgd door inspectie op resterende verontreiniging.
