Zirkoniumrohre

Zirkonium Rohr wird spezifiziert, wenn ein Stoffstrom Titan und nichtrostenden Stahl sowie einige Nickellegierungen angreift, die Beanspruchung jedoch nicht den Punkt erreicht, an dem Tantal erforderlich ist. Beiyu Titanium liefert Zirkoniumrohr in drei Fertigungswegen gemäß ASTM B658 und ASTM B523, in den Graden UNS R60702 (Zr 702) und UNS R60705 (Zr 705). Geben Sie Fertigungsweg, Außendurchmesser, Wanddicke und Länge in der Anfrage an, damit der korrekte Fertigungsweg und Zeugnisumfang angeboten werden.

Güten und Normen

Zwei Grade decken den industriellen Bereich ab. Zr 702 ist unlegiertes Zirkonium und übernimmt die Korrosionsaufgabe. Zr 705 enthält zusätzlich Niob und wird bestellt, wenn die Festigkeit statt allein der Korrosion die Wandberechnung bestimmt.

Die chemischen Grenzwerte werden durch die Norm und nicht durch das Werk festgelegt. ASTM B658 führt sie in seiner Tabelle der chemischen Anforderungen auf, und die beiden von Beiyu Titanium angebotenen Grade unterscheiden sich hauptsächlich bei Niob und bei der Untergrenze für Zirkonium plus Hafnium.

Die Werte sind die in der Tabelle der chemischen Anforderungen von ASTM B658/B658M-11e1 angegebenen Grenzwerte. Die Norm erlaubt außerdem Käufer und Hersteller, Grenzwerte für nicht aufgeführte Elemente zu vereinbaren, sodass eine Zeichnung mit einem zusätzlichen Elementgrenzwert angeboten werden kann, statt außerhalb des Lieferbereichs zu liegen.

Der Festigkeitsunterschied zwischen den beiden Güten ist üblicherweise der Grund für eine Spezifikation von Zr 705.

Die Mindestwerte stammen aus der Tabelle der Zuganforderungen von ASTM B658/B658M-11e1, wobei die Streckgrenze nach der 0.2-Prozent-Versatzmethode gemäß Test Methods E8/E8M bestimmt wird, wie diese Norm vorgibt. Zr 705 weist bei gleicher Mindestbruchdehnung etwa 45 Prozent mehr Zugfestigkeit und 85 Prozent mehr Streckgrenze auf, wodurch eine Wandberechnung reduziert werden kann.

Das Material wird in geglühtem oder spannungsarmgeglühtem Zustand geliefert, den beiden von ASTM B658 zulässigen Zuständen. Geben Sie an, welchen Zustand die Bestellung erfordert, da der Zustand Teil der Angaben im Zeugnis ist und nicht anhand des Grades bestimmt wird.

Beide Grade werden für Rohr nach denselben zwei Normen geführt. ASTM B658 ist die Rohrnorm und ASTM B523 ist die Rohrnorm. Das Werksdatenblatt führt diese beiden gemeinsam für die Rohrform auf, statt sie nach Grade aufzuteilen, sodass Grade und Norm als separate Positionen auf der Bestellung bestätigt werden.

Typischer Größenbereich

Drei Fertigungswege werden angeboten, und sie sind nicht austauschbar. Der Fertigungsweg bestimmt den erreichbaren Durchmesser, den Wanddickenbereich und die maximale Länge aus einem Stück.

Dies sind anhand jeder Bestellung geprüfte Lieferbereiche, keine Lagerbestandsaussage, und die bestellte Kombination wird bei Angebotserstellung bestätigt.

Welchen der drei Fertigungswege die Zeichnung tatsächlich erfordert

Die meisten Anfragen zu Zirkoniumrohren nennen einen Durchmesser und eine Wanddicke und lassen den Fertigungsweg offen, wobei dieser die Walzroute verändert. Nur zwei der Fertigungswege überschneiden sich über einen Bereich: Nahtlos und geschweißt erreichen beide 6,35 mm bis 152 mm Außendurchmesser, und innerhalb dieses Bereichs wird die Wahl anhand der Zeichnung und nicht anhand der Größe getroffen. Kapillarrohr und nahtlos treffen sich bei einem einzigen Durchmesser, 5 mm, und sonst nirgends.

Die Länge richtet sich nach dem Fertigungsweg und nicht nach dem Durchmesser: 6000 mm Kapillarrohr, 9000 mm nahtlos, 12000 mm geschweißt. Eine Anforderung an ein Einzelstück, das länger ist als der Fertigungsweg zulässt, wird zu einer Baustellenschweißung vor Ort, und das verändert den Prüfungsumfang, daher gehört sie in die Anfrage und nicht in eine spätere Überarbeitung.

Wenn die Zeichnung keine Angaben macht, erfolgt die Angebotserstellung anhand des durch die Geometrie zulässigen Fertigungswegs, und die Annahme wird zur Bestätigung durch den Käufer in das Angebot aufgenommen.

Anwendungen

Zirkoniumrohr wird für Einsatzbedingungen beschafft, bei denen die Oxidschicht unter Bedingungen beständig bleibt, die Titan angreifen. Häufig sind dies Schwefel- und Salzsäureeinsatz in chemischen Prozessanlagen, Harnstoff- und organische Säureanlagen sowie der Einsatz in pharmazeutischen Reaktoren und Kondensatoren, bei denen die Produktreinheit davon abhängt, dass das benetzte Metall keine Ionen abgibt. Wärmetauscherbündel und Kolonneneinbauten sind die üblichen Baugruppen.

Korrosionshinweise

Zirkonium wird für eine bestimmte Säure bei einer angegebenen Konzentration und Temperatur ausgewählt, nicht als allgemeine Aufwertung gegenüber Titan. ASTM B658 legt chemische und mechanische Anforderungen fest und ordnet die beiden Grade hinsichtlich Korrosion nicht gegeneinander ein, daher muss eine Korrosionsauswahl aus den Einsatzbedingungen und nicht aus der Gradenummer abgeleitet werden. Senden Sie die Einsatzbedingungen mit der Anfrage, einschließlich aller vorhandenen oxidierenden Spezies oder Halide, und die Werkstoffwahl wird anhand dieser geprüft und nicht aus dem Grade abgeleitet.

Toleranzen, die der Standard festlegt, und der eine Fall, in dem sie nicht gelten

Die Außendurchmessertoleranzen nach ASTM B658 werden bezogen auf die Nennrohrgröße angegeben und gelten für nahtloses Rohr. Die Toleranzen für geschweißtes Rohr werden stattdessen zwischen Hersteller und Käufer vereinbart, daher muss bei einer Bestellung von geschweißtem Rohr die Toleranz angegeben werden, anstatt sie aus der Norm anzunehmen.

Neben dieser Tabelle stehen zwei Grenzwerte, die leicht übersehen werden. Die Wanddicke darf an jeder Stelle um bis zu 12,5 Prozent der nominalen Wanddicke variieren, und die Länge darf die bestellte Länge um bis zu 6,4 mm überschreiten, jedoch niemals unterschreiten. Beide Vorgaben stammen aus dem Abschnitt über zulässige Abweichungen von ASTM B658/B658M-11e1.

Die Ausnahme ist bei dünnwandigen Erzeugnissen wichtig. Beträgt die Wanddicke 3 Prozent des Außendurchmessers oder weniger, klassifiziert die Norm das Rohr als dünnwandig, und die obige Durchmessertabelle gilt nicht mehr unverändert: Sie gilt stattdessen für den Mittelwert der größten und kleinsten Messwerte in einem Querschnitt, und die Unrundheit in diesem Querschnitt wird stattdessen auf 1,5 Prozent des angegebenen Außendurchmessers begrenzt. Die Norm nennt den Grund im selben Abschnitt: Dünnwandige Rohre entwickeln beim abschließenden Glühen, Richten oder bei beiden Vorgängen üblicherweise eine erhebliche Ovalität.

Warum eine Zr 705-Schweißnaht zeitgebunden ist

Diese Anforderung wird bei Bestellungen geschweißter Zirkoniumrohre regelmäßig übersehen. ASTM B658, die Rohrnorm, verlangt, dass Schweißnähte in Grade R60705 innerhalb von 14 Tagen nach dem Schweißen spannungsarm geglüht werden, um verzögerte Hydridrissbildung zu verhindern. Die Behandlung umfasst ein Halten bei mindestens 600 C (1100 F) für mindestens 30 Minuten je 25 mm maximaler Dicke in einer nicht reduzierenden Atmosphäre, mit mindestens 15 Minuten bei Temperatur, gefolgt von einer Reinigung, sodass das Teil gemäß Practice B614 frei von Oxidzunderverunreinigungen ist.

Zr 702 unterliegt dieser Anforderung nicht. Lesen Sie den Geltungsbereich des Abschnitts sorgfältig, bevor Sie danach planen: ASTM B658 legt die Verpflichtung auf Schweißnähte in dem gelieferten Rohr, nicht auf Schweißnähte, die ein Verarbeiter später herstellt. Nachgelagerte Schweißnähte unterliegen dem Fertigungscode und nicht B658, und derselbe Mechanismus der verzögerten Hydridrissbildung ist der Grund für diesen Abschnitt. Wenn das Rohr nach der Lieferung erneut geschweißt wird, geben Sie dies daher in der Anfrage an und bestätigen Sie die Anforderung nach dem Schweißen für diese Stufe anhand des Fertigungscodes. Wenn die Bestellung Rohr nach ASTM B523 statt Rohr nach B658 betrifft, bestätigen Sie die Anforderung nach dem Schweißen anhand dieser Norm, statt anzunehmen, dass sie entsprechend gilt.

Benötigte Informationen für die Angebotsanfrage

Prüfung, Dokumentation und Verpackung

Die Prüfhäufigkeit nach ASTM B658 wird je Los und nicht je Stück festgelegt: eine Längszugprüfung je Los sowie je eine Wasserstoff- und Stickstoffanalyse je Los des Fertigerzeugnisses. Der Hersteller bescheinigt, dass das Material gemäß der Spezifikation hergestellt, beprobt, geprüft und inspiziert wurde, und berichtet die Ergebnisse. Diese Ergebnisse sind an die Chargennummer gebunden, sodass die Unterlagen und das gekennzeichnete Material übereinstimmen. Eine Durchstrahlungsprüfung von Stumpfschweißnähten wird geliefert, wenn die Bestellung dies vorgibt. Beiyu Titanium kann Zirkoniumrohr liefern, das unter einem Qualitätsmanagementsystem nach ISO 9001:2015 hergestellt wird, wenn die Bestellung dies verlangt.

Die Kennzeichnung ist eine Vorgabe und kein Verhandlungsgegenstand. Sofern die Bestellung nichts anderes vorsieht, verlangt ASTM B658, dass jede Länge mit 9,5 mm nominalem Durchmesser und größer mit der Herstelleridentifikation, der ASTM-Bezeichnung, dem Grade und der Chargennummer gekennzeichnet wird und kleinere Größen gebündelt und mit denselben Angaben etikettiert werden. Rohr wird für Seefracht mit Kappen versehen und in Kisten verpackt, und jede über den Normumfang hinausgehende Kennzeichnung wird vor dem Versand vereinbart.

Verwandte Produkte und Alternativen

Wenn die Anwendung kein Zirkonium benötigt, erfolgt der Vergleich üblicherweise mit Titanrohr nach ASTM B338 zuerst und mit Tantalrohr wenn die Säure aggressiver ist, als Zirkonium standhält. Zirkoniumstab und Zirkoniumplatte für dieselben Projekte werden in denselben zwei Grades, gegenüber ihren eigenen Größenbereichen und ihren eigenen Normen, angeboten.

FAQ

Gilt ASTM B658 oder ASTM B523 für meine Bestellung?
Beide sind auf dem Werksdatenblatt der Rohrform zugeordnet und nicht nach Grade getrennt, daher wird die Norm in der Bestellung neben dem Grade als eigene Zeile bestätigt.

Kann Zirkoniumrohr mit weniger als 1 mm Wanddicke geliefert werden?
Ja, auf zwei der drei Routen. Kapillarrohr umfasst 0,5 bis 2 mm Wanddicke bei 3 bis 5 mm Außendurchmesser, und geschweißt beginnt bei 0,5 mm bei 6,35 mm Außendurchmesser und darüber. Die nahtlose Route beginnt bei 1 mm, sodass eine Wanddicke unter einem Millimeter zwischen 5 mm und 6,35 mm Außendurchmesser die einzige Kombination ist, die keine der drei erreicht.

Welcher ist der größte verfügbare Durchmesser?
1219 mm Außendurchmesser, auf der geschweißten Route.

Sollte ich Zr 705 für eine bessere Korrosionsbeständigkeit bestellen?
Zr 705 wird bestellt, wenn die Festigkeit die Wanddickenberechnung bestimmt, nicht als Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. ASTM B658 legt die chemischen Zusammensetzungen und Festigkeitsgrenzen für beide Grades fest und ordnet sie hinsichtlich der Korrosion nicht gegeneinander ein. Daher wird die Auswahl hinsichtlich der Korrosion anhand Ihrer Einsatzbedingungen bestätigt und nicht aus der Grade-Nummer abgeleitet.

Welche Dichte sollte ich zur Gewichtsschätzung verwenden?
Für Zr 702 werden 6,51 g/cm3 und für Zr 705 6,64 g/cm3 verwendet. Dies sind Handbuchkonstanten für die beiden Grades und die Werte, mit denen Beiyu Titanium das Gewicht bei der Angebotserstellung schätzt. Das Werksblatt selbst gibt keine Zirkoniumdichte an, daher wird das angebotene Gewicht anhand der bestellten Abmessung bestätigt und nicht allein aus der Konstante abgelesen.

Wird Zirkoniumrohr einer Druckprüfung unterzogen?
ASTM B658 fordert eine hydrostatische Druckprüfung für jede Rohrlänge mit 3,2 mm (1/8 in.) oder mehr Außendurchmesser und einer Wanddicke von 0,4 mm (0,015 in.) oder mehr, wobei die Faserbeanspruchung bei drei Vierteln der Mindeststreckgrenze angesetzt und der Prüfdruck auf 35 MPa (5000 psi) begrenzt wird. Dieser Schwellenwert wird durch ASTM B658 für darunter bestelltes Rohr festgelegt. Wenn die Bestellung Rohr nach ASTM B523 betrifft, insbesondere die kleinsten Kapillarabmessungen, wird der Prüfumfang in der Bestellung bestätigt und nicht aus der Rohrnorm übernommen.

Spezifikationsdetails mit Quellenangabe

Zirkoniumrohr wird im Beiyu Titanium Werksblatt in drei Fertigungswegen angeboten: Kapillarrohr mit 3 bis 5 mm Außendurchmesser und 0,5 bis 2 mm Wanddicke bis 6000 mm, nahtlos mit 5 bis 152 mm Außendurchmesser und 1 bis 12 mm Wanddicke bis 9000 mm sowie geschweißt mit 6,35 bis 1219 mm Außendurchmesser und 0,5 bis 25,4 mm Wanddicke bis 12000 mm (Beiyu Titanium Werksblatt, Abschnitt Zirkoniumrohr). Die Rohrform ist auf diesem Blatt zusammen für ASTM B658 und ASTM B523 aufgeführt und nicht nach einzelnen Grades, weshalb Norm und Grade hier als separate Bestellpositionen bestätigt werden.

Die Gütebezeichnungen sind UNS R60702 für Zr 702 und UNS R60705 für Zr 705 (Beiyu Titanium Werksblatt, Spalte Zirkoniumgüte). Das Werksblatt gibt für Zirkonium weder Dichte noch Schmelzpunkt an, anders als seine Seiten für Wolfram, Molybdän, Tantal und Niob. Die auf dieser Seite verwendeten Dichtewerte, 6,51 g/cm3 für Zr 702 und 6,64 g/cm3 für Zr 705, sind Handbuchkonstanten und die von Beiyu Titanium für Gewichtsschätzungen verwendeten Werte, keine Werte des Werksblatts; der Schmelzpunkt wird hier nicht angegeben, da kein solcher Wert aufgeführt ist. In 15 Jahren Exportarbeit mit Titan und hochschmelzenden Metallen fehlt bei einer Anfrage für Zirkoniumrohr am häufigsten der Fertigungsweg, und er entscheidet darüber, ob die Abmessung überhaupt erreicht werden kann.