Бесшовная титановая труба ASTM B338 Gr2 с толщиной стенки 0,3-5 мм для теплообменников

Бесшовные титановые трубы ASTM B338 Grade 2 (UNS R50400) изготавливаются из коммерчески чистого титана для теплообменников и конденсаторов, работающих в коррозионно-активных средах, особенно в системах охлаждения морской водой и хлоридсодержащими растворами. Изготовленные методом холодной прокатки или холодной вытяжки без продольного сварного шва, трубы обеспечивают коррозионную стойкость, стабильность размеров и надежные механические свойства.

Титан марки 2 в отожженном состоянии имеет минимальную прочность на растяжение 345 МПа, минимальный предел текучести 275 МПа и минимальное удлинение 20%. Бесшовные титановые трубы доступны с наружным диаметром от 6 до 65 мм и толщиной стенки от 0,3 до 5 мм, могут поставляться нестандартной длины и с различной обработкой поверхности для удовлетворения требований производства теплообменников.

Типичные размеры включают 19 × 1,2 мм и 19 × 1,5 мм, а также нестандартные размеры труб с наружным диаметром 25,4 мм, 32 мм и 38 мм. Доступные комбинации диаметра и толщины стенки зависят от производственных возможностей.

ASTM B338 устанавливает различные допуски по наружному диаметру в зависимости от размера трубы:

Это стандартные допуски для заводской отделки. Для труб с минимальной толщиной стенки стандарт допускает иное распределение допусков по толщине стенки. Более жесткие допуски могут быть оценены в соответствии с чертежами заказчика и производственными требованиями.

Титан марки 2 образует стабильную оксидную пленку, обеспечивающую превосходную стойкость к общей коррозии и питтингу в морской воде. Это делает его пригодным для труб теплообменников, подвергающихся воздействию хлоридсодержащей охлаждающей воды.

Его коррозионные свойства зависят от рабочей среды. Повышенные температуры, зоны с недостатком кислорода и некоторые восстановительные кислоты требуют дополнительной оценки совместимости материалов. Марки 7 и 12 могут обеспечить улучшенную стойкость в более суровых условиях.

Трубы из титана ASTM B338 Grade 2 в отожженном состоянии имеют минимальную прочность на растяжение 345 МПа и минимальное удлинение 20%.

Для квалификации размеров труб ASTM B338 также устанавливает минимальное расширение внутреннего диаметра на 20% при испытании на развальцовку. Эта характеристика важна при оценке развальцовки концов труб и операций механического соединения.

Титан марки 2 имеет плотность примерно 4,51 г/см³, что примерно на 44% ниже, чем у типичной нержавеющей стали.

Типичные физические свойства включают модуль упругости примерно 103–105 ГПа и теплопроводность, обычно сообщаемую в диапазоне 16–22 Вт/(м·К) при комнатной температуре, в зависимости от источника данных о материале. Эти значения являются ориентировочными инженерными свойствами, а не пределами приемки по ASTM B338.

Сочетание коррозионной стойкости и низкой плотности делает титан подходящим для тонкостенных теплообменных труб, где важны долговечность материала и вес оборудования.

Общая проблема при производстве теплообменников заключается в том, будут ли поставляемые трубы последовательно подходить к отверстиям трубной решетки.

Чрезмерные колебания наружного диаметра, овальность или непоследовательная толщина стенки могут создать трудности при вставке труб и механической развальцовке.

TORICH поддерживает контроль размеров наружного диаметра, толщины стенки и прямолинейности в соответствии с ASTM B338 и согласованными требованиями чертежей. Индивидуальные допуски по размерам могут быть рассмотрены до производства для снижения рисков при сборке и развальцовке концов труб.

Марки титана различаются по содержанию кислорода, легирующих элементов и механическим свойствам. Неправильная идентификация материала может повлиять на коррозионные свойства и квалификацию оборудования.

TORICH поддерживает прослеживаемость по номеру плавки и документацию по проверке материалов, охватывающую химический состав и результаты механических испытаний.

Для титана марки 2 особое внимание уделяется ограничениям по кислороду, железу, углероду, азоту и водороду. При необходимости проекта может быть указана документация по проверке EN 10204 тип 3.1.

Небольшие поверхностные дефекты или неоднородности могут повлиять на надежность тонкостенных труб теплообменников.

ASTM B338 требует ультразвукового контроля бесшовных труб, а также применимого электромагнитного, гидростатического или пневматического метода испытаний.

TORICH может координировать требуемые методы контроля и критерии приемки при подготовке заказа. Состояние поверхности труб, снятие заусенцев, обращение и защитная упаковка также контролируются в соответствии с согласованными требованиями для минимизации транспортных повреждений и загрязнения перед сборкой.

• ASTM B338-17(2026): Бесшовные и сварные трубы из титана и титановых сплавов, предназначенные для конденсаторов, испарителей и теплообменников. Это основной стандарт на продукцию.
• ASME SB-338: Соответствующая спецификация материалов ASME для титановых труб теплообменников, используемых в применимых проектах оборудования под давлением.
• EN 10204: Требования к документам контроля металлической продукции, включая сертификаты типа 3.1. Это стандарт документации, а не спецификация титановых труб.
• ГОСТ 22897-2023: Бесшовные холоднодеформированные трубы из титана и титановых сплавов для общепромышленных применений.
• JIS H 4632:2018: Бесшовные трубы из титана и титановых сплавов для теплообменников.
• GB/T 3625-2007: Трубы из титана и титановых сплавов для конденсаторов и теплообменников.

Различные региональные спецификации имеют отдельные требования к маркам материалов, размерам и испытаниям. Соответствие одному стандарту не означает автоматического соответствия другому.

Бесшовные титановые трубы ASTM B338 Grade 2 используются в поверхностных конденсаторах типа «кожух и труба» с охлаждением морской водой, устанавливаемых на прибрежных электростанциях.

В этом оборудовании морская вода протекает по титановым трубам, а отработанный пар конденсируется на внешних поверхностях. Стенка трубы передает тепло между двумя средами, сохраняя их разделенными.

Титан марки 2 обеспечивает стойкость к коррозии морской водой, снижая риск разрушения стенки трубы при длительной эксплуатации.

Для производителей конденсаторов основные требования — это стабильные размеры труб для сборки трубной решетки, коррозионностойкие внутренние и внешние поверхности, а также проверенная целостность труб перед установкой.

Окончательный размер трубы, толщина стенки и марка материала должны выбираться в соответствии с рабочим давлением конденсатора, температурой, химическим составом морской воды, проектным кодом и ожидаемым сроком службы.

Следующие пределы химического состава охватывают пять марок титана, включенных в ASTM B338. Химический состав выражен в весовых процентах (%).

Grade 2 — это коммерчески чистый титан с контролируемым уровнем междоузельных элементов. По сравнению с Grade 1, его более высокое допустимое содержание кислорода способствует увеличению прочности.

Grade 7 содержит палладий, а Grade 12 — молибден и никель для повышения коррозионной стойкости в определенных агрессивных средах.

Следующие значения являются установленными минимальными механическими свойствами для марок титана в отожженном состоянии по ASTM B338.