Què és un tub de titani GR1?
Tub de titani GR1és elestàndard de la indústriaper a aplicacions d'intercanviador de calor que requereixinresistència a la corrosió superior, alta eficiència tèrmica, illarga vida útil. També conegut comASTM B338 Grau 1tub, aquest material s'utilitza àmpliamentsistemes de refrigeració per aigua de mar, plantes dessalinitzadores, processament químic, igeneració d'energia.
Normes per a tubs d'intercanviador de calor
A l'hora d'aprovisionar-setub de titani gr1per als intercanviadors de calor, heu d'especificar la norma correcta.
| Estàndard | Formulari del producte | Apte per a intercanviador de calor? |
|---|---|---|
| ASTM B338 Grau 1 | Tubs sense soldadura o soldats | SÍ – Especificació primària |
| ASME SB338 Grau 1 | Tubs sense soldadura o soldats | SÍ – Codi del recipient a pressió |
| ASTM B861 Grau 1 | Tubs sense costures (parets més gruixudes) | NO: per a canonades generals, no per a l'expansió del tub |
| ASTM B862 Gr1 | Tub soldat | SÍ: per a aplicacions menys crítiques |
Especifiqueu sempreASTM B338 grau 1a la vostra comanda de compra de tubs d'intercanviador de calor. Aquesta norma inclou requisits específics perprova d'aplanament, prova de flaring, iprova d'aplanament inversque són crítics per a l'expansió del tub.
Formes de tubs d'intercanviador de calor de titani
| Forma | Descripció | Tipus d'intercanviador de calor |
|---|---|---|
| Tub recte | Forma cilíndrica estàndard | El més comú– closca i tub |
| U-tub doblegat | Doblat en forma d'U- | Bescanviador de calor de tub en U-- Permet la dilatació tèrmica |
| Tub amb aletes | Aletes externes extruïdes de la paret del tub | Bescanviadors de calor-refrigerats per aire |
| Tub corrugat helicoïdal | Cresta espiral a ID o OD | Transferència de calor millorada- flux turbulent |
| Tub Cònic | OD variable al llarg de la longitud | Servei químic especialitzat |
Composició química del titani GR1 per a l'intercanviador de calor
| Element | Composició (%) | Per què importa |
|---|---|---|
| Nitrogen (N) | 0.03 | Prevé la fragilitat |
| Carboni (C) | 0.08 | Manté la integritat estructural |
| Hidrogen (H) | 0.015 | Prevé la fragilitat de l'hidrogen |
| Ferro (Fe) | 0.20 | Impuresa controlada |
| Oxigen (O) | 0.18 | Clau per a la ductilitat - inferior a GR2 |
| Titani (Ti) | Balanç | Metall base |
El0,18% d'oxigen màximentitani grau 1és el que ho fasuau i dúctil. GR2 té un 0,25% d'oxigen, que augmenta la força peròredueix l'allargament del 24% al 20%- una diferència crítica per a l'expansió del tub.
Propietats mecàniques del tub de titani GR1
| Propietat | Valor | Importància |
|---|---|---|
| Resistència a la tracció (min) | 240 MPa | Adequat per a la classificació de pressió |
| Límit de rendiment de titani Gr1(min) | 138 MPa | Expansió del tub baixa i fàcil |
| Elongació (min) | 24% | Alt: sense esquerdes durant la torçada |
| Duresa de titani de grau 1 | 70-80 HRB | Suau: resisteix a la corrosió durant el rodatge |
| Densitat de titani grau 1 | 4,51 g/cm³ | Lleuger: un 40% menys que el coure-níquel |
| Mòdul d'elasticitat | 103 GPa | Flexible: absorbeix l'expansió tèrmica |
| Conductivitat tèrmica | 16 W/m·K | Adequat per a la majoria de tasques de transferència de calor |
Dimensions i toleràncies per a tubs d'intercanviador de calor
ASTM B338 grau 1especifica dimensions estàndard pertub de titani gr1en servei d'intercanviador de calor.
Mides OD habituals per als intercanviadors de calor:
| OD (mm) | OD (polzades) | Gruix de paret típic (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 (més comú) |
| 25.4 | 1.000 | 1.0 – 2.0 |
| 31.8 | 1.250 | 1.2 – 2.5 |
Toleràncies OD (ASTM B338):
| Interval OD (mm) | Tolerància (± mm) |
|---|---|
| 3 – 25 | ± 0.10 |
| 25 – 50 | ± 0.13 |
| 50 – 100 | ± 0.20 |
Toleràncies de gruix de paret:
| Interval de pes (mm) | Tolerància (± %) |
|---|---|
| 0.5 – 1.0 | ± 15% |
| 1.0 – 2.0 | ± 12% |
| 2.0 – 3.0 | ± 10% |
Expansió del tub
L'expansió del tub (també anomenada enrotllament del tub o estampació del tub) és el procés deexpandint mecànicament el tub a la làmina de tubsper crear un-segell hermètic.
Per què el titani GR1 és superior per a l'expansió del tub:
| Propietat | GR1 Titani | GR2 Titani | Coure-níquel | Inoxidable 316L |
|---|---|---|---|---|
| Límit de rendiment (MPa) | 138 (baix) | 275 | 105 | 205 |
| Elongació (%) | 24 (alt) | 20 | 30 | 40 |
| Força d'expansió necessària | Baixa | Alt | Baixa | Mitjana |
| Risc d'esquerdes | Molt Baix | Moderat | Baixa | Baixa |
| Desgast de l'eina de rodament | Baixa | Alt | Mitjana | Alt |
Eldiferència entre titani pur gr1 i gr2per a l'expansió del tub éssignificatiu. GR1'smenor límit de fluènciaimajor elongaciófer-homolt més fàcilexpandir-se sense trencar-se. Molts fabricants d'intercanviadors de calornegar-se a utilitzar GR2per a l'expansió del tub.
Taula de paràmetres de soldadura per al tub de titani GR1
| Paràmetre | Valor |
|---|---|
| Procés | GTAW (TIG) |
| Gas de protecció | Argó (99,995% pur) |
| Caudal de gas (torxa) | 10 – 15 L/min |
| Caudal de gas (purga posterior) | 5 – 10 L/min |
| Tensió | 10 – 14 V |
| Amperatge | 40 – 100 A |
| Elèctrode de tungstè | 1,6 mm (2% ceriat) |
| Metall de farciment | ERTi-1 |
| Temperatura interpass | Menys o igual a 150 graus |
| Oxigen màxim (purga posterior) | < 100 ppm |
Resistència a la corrosió del titani GR1 en l'intercanviador de calor
Bescanviador de calor de titani Gr1oferta de tubsresistència a la corrosió excepcionalen entorns agressius:
| Medi ambient | Rendiment GR1 | Rendiment del competidor |
|---|---|---|
| Aigua de mar (ambient) | Immune a la picada | Coure-níquel: picat després de 5-10 anys |
| Clorurs (fins a 200 graus) | No SCC | 316L: SCC a 60 graus + |
| Aigua salobre | Excel·lent | Coure: corrosió-erosió |
| Àcid nítric (diluït) | Excel·lent | Inoxidable: acceptable |
| Àcid acètic | Excel·lent | Coure: no apte |
| Àcid sulfúric (diluït) | Bé (fins a un 10%) | Inoxidable: pobre |
| Àcid clorhídric | Limitat (evitar) | Titani no recomanat |
Bescanviador de calor de titani Gr1els tubs són elselecció estàndardper a plantes dessalinitzadores multi-flash (MSF) i multi-efectes (MED). Vida útilsupera els 30 anysambsense suport de corrosió.
GR1 Titani vs GR2 per a tubs d'intercanviador de calor
| Propietat | GR1 Titani | GR2 Titani | Veredicte |
|---|---|---|---|
| Contingut d'oxigen | 0,18% màxim | 0,25% màxim | GR1 més pur |
| Límit de rendiment | 138 MPa (baix) | 275 MPa (alt) | GR1 per a ampliació |
| Elongació | 24% (alt) | 20% (menor) | GR1 per a la torrada |
| Resistència a la corrosió | Excel·lent | Excel·lent | El mateix |
| Idoneïtat de l'expansió del tub | Excel·lent | Pobre a Just | Només GR1 |
| Classificació de pressió (mateixa paret) | Abaix | Més alt | GR2 per a carcassa, no tubs |
| Preu per kg | $25-40 USD | $22-35 USD | GR2 més barat |
Diferència entre titani pur gr1 i gr2 per als intercanviadors de calor:ÚsGR1 per a tubs(necessita una ampliació). ÚsGR2 per a làmines i carcasses(necessita força).No substituïu mai GR2 per GR1 als tubs d'intercanviador de calor.
Aplicacions dels tubs d'intercanviador de calor de titani GR1
Bescanviador de calor de titani Gr1Els tubs s'utilitzen en les següents indústries:
| Indústria | Aplicació específica |
|---|---|
| Desalinització | Escalfadors de salmorra MSF (flash multi-etapa), evaporadors MED (destil·lació multi-efecte) |
| Generació d'energia | Condensadors-refrigerats per aigua de mar, intercanviadors de calor d'aigua de refrigeració |
| Processament Químic | Refrigeradors àcids, escalfadors, reboilers |
| Marina | Refrigeradors d'aigua de la camisa del motor, refrigeradors d'oli hidràulic |
| HVAC | Refrigeradors-refrigerats per aigua de mar, condensadors de refrigeració |
| Farmacèutica | Escalfament/refrigeració d'aigua pura (no-contaminant) |
| Pasta i paper | Bescanviadors de calor de planta de lleixiu |
Inspecció
| Prova | Estàndard | Freqüència | Propòsit |
|---|---|---|---|
| Anàlisi Química | ASTM E2371 | Per calor | Verificarcomposició química de titani gr1 |
| Prova de tracció | ASTM E8 | Per calor | VerificarLímit de rendiment de titani gr1 |
| Prova de duresa | ASTM E18 | Per calor | Verificarduresa de titani grau 1 |
| Prova hidrostàtica | ASTM B338 | 100% | Detecció de fuites |
| Prova de corrents de Foucault (ECT) | ASTM E215 | 100% | Defectes superficials i subsuperficials |
| Prova d'aplanament | ASTM B338 | Per lot | Comprovar la ductilitat |
| Prova de flaring | ASTM B338 | Per lot | Comproveu la capacitat d'expansió |
| Prova d'aplanament invers | ASTM B338 | Per lot | Integritat de la costura del tub soldat |
| Inspecció dimensional | Micròmetre làser | 100% | OD, WT, longitud |
| Inspecció visual | Ampliació de 10x | 100% | Defectes superficials |
Embalatge
| Pas | Mètode | Propòsit |
|---|---|---|
| 1 | Tapes d'extrem de plàsticals dos extrems | Eviteu danys a les vores i residus |
| 2 | Bossa de polietilena individualper tub | Evitar rascades superficials |
| 3 | Embolcall de paper kraft | Protecció addicional contra les ratllades |
| 4 | Caixes de fusta(NIPM-15 fumigada) | Protecció estructural |
| 5 | Corretges d'acerdins de la caixa | Evitar el moviment del tub |
| 6 | Etiquetes-codificades per colors(blau per GR1) | Grau, nombre de calor, mida, quantitat |
| 7 | Folre de plàstic impermeable | Protecció contra la humitat |
Fàbrica i equipament
| Equipament | Quantitat | Funció |
|---|---|---|
| Molins de Pilger en Fred | 8 unitats | Reducció del tub de precisió: toleràncies OD/WT ajustades |
| Forns de recuit(buit) | 4 unitats | Alleujament de l'estrès -sense contaminació d'oxigen |
| Màquines de redreçar | 5 unitats | Rectitud per dins0,5 mm/m |
| Línia de proves d'ultrasons | 2 unitats | Detecció automatitzada de fallades |
| Provadors de corrents de Foucault | 3 unitats | Detecció de defectes superficials (ECT) |
| Màquines de tall CNC | 6 unitats | Longitud de tall de precisió ± 1 mm |
| Línies de polit i decapat | 2 línies | Acabat superficial Ra Inferior o igual a 0,8μm |
| Espectròmetre d'emissió òptica | 2 unitats | -Verificació química interna |
| Màquina de prova universal | 2 unitats | Límit de rendiment de titani Gr1provant |
| Provador de duresa | 2 unitats | Duresa de titani de grau 1verificació |
| Comprovadors hidrostàtics | 4 unitats | Prova de fuites al 100%. |
PMF
P1: Quina diferència hi ha entre ASTM B338 Grau 1 i ASTM B861 Grau 1 per a aplicacions d'intercanviador de calor?
A: ASTM B338 Grau 1està dissenyat específicament perintercanviador de calor i tub del condensador. Inclouproves d'aplanament, abocament i aplanament inversque verifiquen la ductilitat per a l'expansió del tub.ASTM B861 Grau 1és percanonada sense costuress'utilitza en serveis resistents a la corrosió-general; no inclou aquestes proves de ductilitat.Especifiqueu sempre ASTM B338 Grau 1perBescanviador de calor de titani gr1tubs.
P2: Es pot utilitzar el tub soldat ASTM B862 Gr1 per a un intercanviador de calor de titani gr1?
A: Sí,ASTM B862 Gr1es pot utilitzar per a un tub soldataplicacions d'intercanviador de calor menys crítiqueson hi ha el tubno ampliat(per exemple, evaporadors de pel·lícula que cauen, alguns refrigeradors químics). Tanmateix, perexpansió del tub en làmines de tub, sense costures ASTM B338 Grau 1es prefereix perquè els tubs soldats poden tenirtrencament de la costuradurant l'expansió. Per a condensadors-refrigerats per aigua de mar,utilitzar sempre sense fissures.
P3: Per què és important el rendiment del titani gr1 per a l'expansió del tub en plaques de tub?
A: Límit de rendiment de titani Gr1(138 MPa min) ésprou baixper permetre la deformació plàstica durant l'expansió del tub sensesobrecàrrega de la làmina de tubs. Requereixen materials amb una resistència de rendiment més alta (com el GR2 a 275 MPa).més força de rodament, que potdistorsionar els forats del tubotrencar el tub. La força de fluència baixa també significamenys retorn elàstic– el tub es manté expandit.
P4: Com afecta el titani grau 1 vs grau 2 a la selecció del tub de l'intercanviador de calor?
A: Titani grau 1 vs grau 2per a tubs d'intercanviador de calor:GR1 és correcte per a tubsperquè téallargament més gran (24% vs 20%)imenor límit de fluència (138 MPa vs 275 MPa)- ambdós crítics per a l'expansió del tub.GR2 s'utilitza per a làmines de tubs i closqueson es necessita més força.Diferència entre titani pur gr1 i gr2és el contingut d'oxigen (0,18% vs 0,25%), que crea aquesta diferència de propietats mecàniques.
P5: Quina és la temperatura màxima de funcionament d'un intercanviador de calor de titani gr1?
A: Bescanviador de calor de titani Gr1pot funcionar contínuament a temperatures de fins a150 graussense degradació de les propietats mecàniques. Entre150 graus i 200 graus, la força comença a disminuir. A dalt200 graus,-l'exposició a llarg termini pot provocaroxidacióiabsorció d'hidrogen. Per a un servei superior a 200 graus, utilitzeu-loGR2 o GR7titani. Per al servei d'aigua de mar, limiteu la temperatura a120 grausper evitar la corrosió de les esquerdes.
P6: Es pot utilitzar el tub de titani gr1 en condensadors refrigerats per aigua de mar-?
A: Absolutament. Tub de titani Gr1és elmaterial preferitper a condensadors-refrigerats per aigua de mar en centrals elèctriques i instal·lacions dessalinitzadores. A diferència del coure-níquel (que pateix picades després de 5-10 anys) o l'acer inoxidable (que pateix corrosió per esquerdes),tub de titani gr1ofertes>30 anys de vida útilambsense suport de corrosió. Desenes de milers de tones deASTM B338 Grau 1tubs estan en servei a tot el món.
