Kwaliteiten en normen voor buizen voor stroomopwekking
Naadloze titaniumbuizen voor energieopwekking worden besteld in de commercieel zuivere kwaliteiten en de corrosiebestendige legeringen, gewoonlijk het Gr1 tot Gr12-assortiment genoemd. Graad 1 biedt de hoogste ductiliteit en de beste koude vervormbaarheid, wat geschikt is voor expansie in buisplaten. Graad 2 is het werkpaardmateriaal voor condensors en warmtewisselaars en combineert goede sterkte met uitstekende weerstand tegen chloriden. Graad 3 wordt gebruikt waar een iets hogere sterkte nodig is zonder verlies van vervormbaarheid. Graad 7 voegt 0,12 tot 0,25% palladium toe voor sterk reducerende of agressieve chloorhoudende omgevingen, en Graad 9 (3% aluminium, 2,5% vanadium) en Graad 12 (0,3% molybdeen, 0,8% nikkel) bieden een hogere sterkte en een goedkoper alternatief voor respectievelijk palladiumlagers.
De geldende specificaties zijn ASTM B338 voor naadloze en gelaste buizen die worden gebruikt in condensors en warmtewisselaars, ASTM B337 voor gelaste buizen, ASTM B861 voor naadloze buizen en ASTM B862 voor gelaste buizen. Chinese en Japanse equivalenten zoals GB/T 3624, GB/T 3625 en JIS H 4630 worden vaak naast hen aangehaald voor projecten afkomstig uit Azië, en de nationale kwaliteitsaanduidingen TA1, TA2, TA9, TA10 en TA18 komen overeen met de overeenkomstige ASTM-kwaliteiten.
Dimensionaal bereik en toleranties
Naadloze buizen worden geproduceerd door extrusie gevolgd door walsen, waardoor een brede omhulling plus op lengte gesneden service op recht en opgerold product mogelijk is.
| Parameter | Bereik |
|---|---|
| Buitendiameter | 3 mm tot 300 mm |
| Wanddikte | 0,2 mm tot 5,5 mm |
| Lengte | 50 mm tot 6000 mm, of op bestelling gesneden |
| Sectie vorm | Rond, vierkant, ovaal of opgerold |
| Dimensionale tolerantie | per ASTM B338, of overeengekomen volgens klanttekening |
| Wandtolerantie | doorgaans binnen 10% van de nominale waarde |
| Oppervlakteconditie | blankgegloeid, gebeitst of gepolijst |
| Einde afwerking | op aanvraag blank, afgeschuind of met schroefdraad |
Twee productiepunten beïnvloeden het tolerantievermogen. Geëxtrudeerde holtes worden vóór het uiteindelijke walsen rechtgetrokken, omdat de resterende kromming na het walsen moeilijk te verwijderen is zonder de boring te beschadigen. De excentriciteit van de wand wordt gecontroleerd in de doorsteekfase in plaats van in de afwerkingsfase, aangezien de vroeg geïntroduceerde excentriciteit de neiging heeft om gedurende de gehele reductiereeks aan te houden.
Corrosie-, druk- en temperatuurprestaties
Titanium dankt zijn corrosieweerstand aan een stabiele, zelf{0}}herstellende oxidefilm die zich- binnen milliseconden na mechanische schade opnieuw vormt. Bij koelwatertoepassingen zijn de praktische voordelen de afwezigheid van putvorming onder afzettingen, immuniteit tegen chloride-spanningscorrosie en tolerantie voor hoge stroomsnelheden die koperlegeringen zouden eroderen.
| Eigendom | Waarde |
|---|---|
| Dikte | 4,51 g/cm3 |
| Continue bedrijfstemperatuur | tot 600 graden C voor commercieel zuivere kwaliteiten |
| Verlenging | tot 25% |
| Elasticiteitsmodulus | ongeveer 105 GPa |
| Magnetisch gedrag | niet-magnetisch |
| Mechanische schrijnwerkerij | rolt of expandeert tot buisplaten zonder te barsten |
Buizen van klasse 1 en klasse 2 hebben normaal gesproken de voorkeur onder 300 graden C in zeewatergekoelde condensors, terwijl palladium met klasse 7 wordt gespecificeerd waar de proceszijde vermindert of waar de opname van waterstof een risico is. Boven de praktische limiet van de commercieel zuivere kwaliteiten worden legeringen met een hogere sterkte gekozen en moet bij het ontwerp van de buisplaatverbinding rekening worden gehouden met het verschil in thermische uitzetting ten opzichte van een stalen omhulsel.
Productieroute en kwaliteitstesten
De productievolgorde loopt van titaniumspons via elektrodeverdichting en vacuümboogsmelten tot een gesmede staaf. De knuppel wordt doorboord en geëxtrudeerd, vervolgens gerold tot de gewenste wanddikte, rechtgetrokken, gegloeid en gebeitst of heldergegloeid. Koud pilgeren wordt gebruikt voor producten met dunne wanden en kleine diameters, waarbij maatnauwkeurigheid het belangrijkst is.
Ultrasoon testen van het buislichaam op interne en externe defecten
Wervelstroom- of hydrostatische druktests voor integriteit door de muur
Afvlak- en affakkeltests om de ductiliteit van de afgewerkte buis te bevestigen
Chemische analyse en trekproeven van elke partij
Korrelgrootte- en microstructuuronderzoek waar gespecificeerd
Fabriekscertificaat volgens EN 10204 3.1 met betrekking tot de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen
De testfrequentie en acceptatiecriteria volgen de bestelde norm, en aanvullend onderzoek, zoals luchtdruktesten onder water, is beschikbaar wanneer een condensorbestelling met hoge integriteit dit vereist.
Condensor-, warmtewisselaar- en zeewatertoepassingen
Stoomoppervlaktecondensors in thermische en kerncentrales die gebruik maken van zeewater of brak koelwater
Warmtewisselaars voor ontzilting, waterbehandeling en chemische processervice
Koelcircuits voor generatoren en hulpapparatuur waarbij koperverontreiniging onaanvaardbaar is
Vloeistof-, gas- en olietransportleidingen in corrosieve omgeving
Druk- en warmteoverdrachtsbuizen in compacte verpakte eenheden
Architectonische, maritieme en vrijetijdstoepassingen waarbij de blootstelling aan zout continu is
Bij zeewatercondensors is de beperkende faalwijze meestal lekkage van buis-naar-buisplaatverbindingen in plaats van corrosie van het buislichaam. De expansieprocedure, de groefdiepte en de keuze van klasse 1 voor rolexpansie zijn dus net zo belangrijk als de buisspecificatie zelf.
Veelgestelde vragen
Vraag: Wat is het verschil tussen titaniumbuis van klasse 1 en klasse 2?
Graad 1 is zachter en taaier, zodat het uitzet tot buisplaten met minder risico op scheuren, terwijl Graad 2 een hogere sterkte biedt en de meest gebruikelijke keuze is voor algemene doeleinden voor condensors en warmtewisselaars.
Vraag: Welke normen hebben betrekking op naadloze titaniumbuizen?
ASTM B338 is van toepassing op naadloze en gelaste buizen voor condensors en warmtewisselaars, ASTM B861 op naadloze buizen, terwijl ASTM B337 en ASTM B862 de gelaste equivalenten bestrijken. GB/T 3624, GB/T 3625 en JIS H 4630 zijn de overeenkomstige nationale normen.
Vraag: Welke diameter en wandbereik is beschikbaar?
Buitendiameters van 3 mm tot 300 mm en wanddiktes van 0,2 mm tot 5,5 mm worden standaard geproduceerd, in lengtes tot 6000 mm of op bestelling gesneden.
Vraag: Wanneer moet graad 7 of graad 12 worden geselecteerd?
Graad 7 wordt gekozen voor sterk reducerende of chloridehoudende omgevingen waar weerstand tegen spleetcorrosie en waterstofopname van cruciaal belang is. Graad 12 is een goedkoper alternatief voor matig reducerende omstandigheden waarbij palladiumtoevoegingen niet gerechtvaardigd zijn.
Vraag: Zijn gelaste buizen acceptabel voor onderhoud aan energiecentrales?
Gelaste buizen gemaakt volgens ASTM B337 of ASTM B862 worden geaccepteerd in veel condensor- en warmtewisselaartoepassingen. Naadloze buizen blijven de voorkeur hebben voor hoge druk, hoge temperaturen of cyclische belasting, omdat de lasnaad als potentiële startlocatie wordt geëlimineerd.
