Le titane commercialement pur Grade 2 est le matériau par défaut pour le service en corrosion dans les usines chimiques, et la plupart des tubes d'échangeurs de chaleur et des plaques pour appareils sont en Grade 2. Il résiste aux chlorures et aux acides oxydants qui attaquent l'acier inoxydable, se soude et se forme aisément, et présente une résistance suffisante pour les composants sous pression. Ce guide décrit ce à quoi le Grade 2 résiste, où se situent ses limites, quelle forme commander pour chaque composant et comment le spécifier.
Beiyu Titanium fournit du titane Grade 2 sous forme de tube, tube, plaque, tôle et barre pour les services chimiques et d'échangeurs de chaleur, conformément à ASTM B338, B861, B862, B265 et B348. Pour les matériaux destinés aux échangeurs de chaleur chimiques, ajoutez les résultats EN 10204 3.1 requis et les identifiants de coulée ou de lot à la demande de prix afin que Beiyu puisse confirmer le périmètre documentaire disponible.
Pourquoi le Grade 2 est-il le matériau de référence du traitement chimique ?
Le Grade 2 (UNS R50400) offre l'équilibre dont une usine chimique a besoin. Il présente toute la résistance à la corrosion du titane commercialement pur, ajoute une résistance suffisante pour les tuyauteries et les pièces sous pression, et reste soudable et formable pour la fabrication. La résistance à la corrosion est essentiellement la même pour les nuances CP Grade 1 à 4, de sorte que le Grade 2 est choisi plutôt que le Grade 1 plus souple lorsqu'un composant exige une résistance supérieure, ce qui couvre la plupart des travaux sur échangeurs de chaleur et appareils. Pour la comparaison complète des nuances, consultez notre guide sur le choix d'une nuance de titane CP.
| Point | Ce que le guide indique |
|---|---|
| Résistance à la corrosion | L'ensemble de la résistance à la corrosion du titane commercialement pur |
| Résistance | Suffisant pour la tuyauterie et les pièces sous pression |
À quels agents corrosifs le titane Grade 2 résiste-t-il ?
Le Grade 2 doit ses performances à un film d'oxyde stable et auto-cicatrisant. Il résiste aux milieux qui prédominent dans les applications chimiques et marines :
| Milieu | Comportement du Grade 2 |
|---|---|
| Eau de mer et solutions de chlorures | Excellent, y compris avec les chlorures humides et métalliques |
| Acides oxydants, tels que l'acide nitrique et l'acide chromique | Excellente résistance |
| Solutions de chlore, de chlorite et d'hypochlorite | Résistant, matériau couramment utilisé dans les usines de blanchiment |
| Acides organiques | Résistant dans une large mesure |
| Acides réducteurs forts, tels que HCl chaud ou H2SO4 | Limité ; passer au Grade 7 |
Comme le film passif se reforme en présence d'humidité et d'oxygène, le Grade 2 résiste à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse dans les applications aux chlorures qui attaqueraient l'acier inoxydable.
Quelles sont les limites de température et de service du Grade 2 ?
Le Grade 2 conserve une résistance utile jusqu'à environ 400°F (200°C) et résiste à l'oxydation dans l'air jusqu'à environ 600°F (315°C). Deux limites déterminent lorsqu'il n'est pas suffisant :
- Acides réducteurs forts, tels que l'acide chlorhydrique ou sulfurique chaud : le Grade 2 se corrode ; le matériau contenant du palladium Grade 7 constitue l'option supérieure pour les applications aux acides réducteurs.
- Saumures concentrées chaudes et interstices en service à chaud : Grade 12 améliore la résistance à la corrosion caverneuse dans les applications aux chlorures chauds.
Beiyu fournit à la fois du titane Grade 7 et Grade 12 avec le Grade 2, afin qu'une usine puisse s'approvisionner pour la solution améliorée destinée aux acides réducteurs ou aux saumures chaudes auprès du même fournisseur et dans la même chaîne documentaire.
Si l'environnement de corrosion est déterminé par des acides réducteurs tels que HCl ou l'acide sulfurique plutôt que par une composition chimique neutre ou oxydante, consultez l'utilisation de Grade 7 pour le service du titane en acides réducteurs avant de maintenir Grade 2 sur la ligne de commande.
Pour les saumures chaudes et le service en chlorures à interstices étroits, comparez les conditions de service avec les applications de Grade 12 pour les saumures chaudes et le service soumis à la corrosion caverneuse avant de conserver Grade 2 dans la spécification.
Quelle forme commander pour quel composant ?
Les fabrications chimiques et d'échangeurs de chaleur nécessitent différents produits d'usine en Grade 2. Adaptez la forme et la norme au composant :
| Composant | Forme Grade 2 | Norme |
|---|---|---|
| Tubes pour échangeurs de chaleur et condenseurs | Tube sans soudure ou soudé | ASTM B338 |
| Tuyauterie de procédé | Tube sans soudure ou soudé | ASTM B861 / B862 |
| Appareils, plaques tubulaires, plaques de réacteur | Plaque et tôle | ASTM B265 |
| Arbres, raccords, pièces usinées | Barre et billette | ASTM B348 |
Beiyu fournit Grade 2 sous toutes ces formes, de sorte qu'un projet d'échangeur de chaleur ou de procédé peut s'approvisionner en tube en titane Grade 2, un plaque tubulaire en titane Grade 2 sur plan, tôle et plaque en titane Grade 2, et la tuyauterie par rapport à une nuance et une chaîne documentaire uniques. Pour le détail des spécifications de tube, consultez notre guide des tubes en titane ASTM B338.
Lorsque l'échangeur utilise un serpentin de cuve plutôt qu'un faisceau de tubes droits, la serpentin d'échangeur de chaleur en titane page présente les détails du plan et de la géométrie du serpentin à conserver avec la même base de tube Grade 2.
Un ensemble de procédé complet peut également combiner ces formes issues de l'usine avec d'autres équipement chimique et des composants en contact avec le fluide tels que vannes à bille en titane; maintenez une base cohérente de fluide, température et pression dans l'ensemble.
Quand convient-il de passer à autre chose que le Grade 2 ?
Grade 2 couvre la plupart des services chimiques oxydants et neutres, mais trois cas nécessitent une nuance de titane différente :
| Limite de service | Passer à | Raison |
|---|---|---|
| Acides réducteurs tels que HCl chaud, H2SO4 ou acide phosphorique | Grade 7 (Ti-0.15Pd) | Le palladium améliore la résistance aux acides réducteurs |
| Saumure chaude et service en chlorures sujet à la corrosion caverneuse | Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) | Mo/Ni améliorent le comportement en chlorures chauds et en corrosion caverneuse |
| Charge mécanique élevée au-delà de la résistance du titane commercialement pur | Ti-6Al-4V ou un autre alliage | Exigence de résistance, et non de résistance à la corrosion |
Lorsque le domaine de service est hors de la nuance de titane adaptée, comparez le fluide et la température spécifiés avec une solution en alliage de nickel telle que plaque Alloy 625 selon ASTM B443 plutôt que d'imposer Grade 2 pour le service.
Comment spécifier et certifier le Grade 2 pour les applications chimiques ?
Une demande de prix pour un service chimique ou un échangeur de chaleur devrait indiquer la nuance, la forme, la norme et les dimensions, ainsi que le service, afin que l'usine puisse confirmer l'adéquation :
| Champ à indiquer |
|---|
| Nuance et norme : Grade 2 selon ASTM B338 (tube), B861/B862 (tube), B265 (plaque) ou B348 (barre). |
| Dimensions : diamètre extérieur et épaisseur de paroi pour le tube; épaisseur pour la plaque; diamètre pour la barre. |
| État et finition selon les exigences du composant. |
| Certification : certificat de réception 3.1 selon EN 10204 avec composition chimique et résultats mécaniques liés au numéro de coulée. |
Beiyu examine chaque ligne par rapport aux capacités de l'usine et fournit Grade 2 pour les services de corrosion chimique, marine et pétrole et gaz, documentés par numéro de coulée. Consultez nos industrie chimique et ingénierie marine applications pour savoir où Grade 2 est généralement utilisé.
Pour le service en eau de mer et marin qui reste dans le domaine de résistance à la corrosion de Grade 2, le guide associé sur le titane en eau de mer et en service marin montre où la même base Grade 2 s'applique également aux systèmes de dessalement et offshore.
Comment lire le certificat Grade 2 pour les applications chimiques
Le comportement à la corrosion du Grade 2 est inhérent au métal, donc pour les applications chimiques et d'échangeurs de chaleur, le risque lié au certificat matière ne concerne pas l'alliage, mais la forme et ses essais :
| Champ à indiquer | Ce que le guide indique |
|---|---|
| Base de la composition chimique | Confirmez que l'oxygène se situe dans la plage du Grade 2, car l'oxygène détermine la résistance, et que le fer respecte la limite ; ce sont les deux lignes qui définissent le Grade 2 commercialement pur. |
| Caractéristiques mécaniques par forme | La plaque, le tube et la barre sont contrôlés sur des bases différentes, lisez donc la limite d'élasticité et la résistance à la traction par rapport à la norme correspondant à la forme commandée, B265 pour la plaque, B338 pour le tube, B348 pour la barre. |
| Essais des tubes pour échangeurs de chaleur | Pour les tubes soudés d'échangeurs de chaleur, l'intégrité de la soudure constitue le véritable risque d'acceptation, non la composition chimique. ASTM B338 exige lui-même ces essais, confirmez donc que l'essai par courants de Foucault sur la soudure, l'essai hydrostatique ou pneumatique, ainsi que les résultats d'aplatissement et d'évasement, sont tous indiqués sur le certificat plutôt que présumés. |
Faites correspondre le numéro de coulée au marquage du tube ou de la plaque afin d'assurer la traçabilité. Le piège pour les acheteurs d'échangeurs consiste à accepter un certificat présentant une bonne composition chimique mais omettant le programme d'essais du tube, car pour un tube soudé, le mode de défaillance en service est la soudure, non le métal de base.
Soudage des équipements Grade 2 : le blindage détermine la durée de vie en service
La plupart des Grade 2 destinés au service chimique sont utilisés dans des équipements soudés, la qualité de la soudure est donc la qualité de résistance à la corrosion. L'alliage lui-même se soude facilement ; le risque est l'atmosphère, car le titane au-dessus d'environ 480 degrés Celsius absorbe de l'oxygène et de l'azote et se fragilise, de sorte que chaque zone chauffée, bain de fusion, côté racine et métal en refroidissement nécessite une protection par gaz inerte jusqu'à refroidissement. Couleur de soudure est le signal pratique d'acceptation : l'argenté est correct, le jaune paille clair reste normalement acceptable, et le bleu, le gris ou le blanc poudreux signifient que le blindage a échoué et que le métal sous cette couleur est suspect. Pour les achats, deux lignes sont essentielles : indiquez que les soudures de fabrication suivent les pratiques de blindage du titane avec acceptation par couleur, et répétez la nuance du métal d'apport sur la commande afin que les cordons correspondent au plan. Lorsqu'un cordon contenant du palladium est spécifié pour un service chimique, Beiyu peut établir une offre Fil de soudage en titane ERTi-7 comme ligne distincte de métal d'apport.
Hydruration : le mode de défaillance discret du titane en service
Les modes de défaillance par corrosion du Grade 2 sont traités ci-dessus ; le moins connu est l'hydrogène. En service, le titane peut absorber de l'hydrogène et former des hydrures fragiles lorsqu'il est couplé galvaniquement à un métal plus actif, ou maintenu à des potentiels fortement négatifs par une protection cathodique excessive, les températures plus élevées aggravant le phénomène. Le dommage se développe de manière invisible et se manifeste par des fissures longtemps après la mise en service. Les protections relèvent de la conception et sont peu coûteuses à ce stade : évitez les couples non maîtrisés avec des métaux actifs, maintenez la protection à courant imposé dans des limites de potentiel raisonnables pour le titane, et soulevez explicitement la question lorsque des tubes en titane rencontrent une calandre en acier protégée. Un acheteur qui signale l'environnement galvanique dans la demande de prix donne à la revue matière la possibilité de détecter ce point tôt.
Contamination par le fer : la défaillance la moins coûteuse à prévenir
Le titane dans une usine chimique échoue généralement sur un détail, et le fer incrusté est le cas classique. Les outils, râteliers et étincelles de meulage en acier déposent des particules de fer dans la surface du titane ; en service, ces zones se tachent, dégradent localement le film passif et peuvent amorcer une corrosion par piqûres à laquelle l'alliage propre résisterait. Les règles ne coûtent presque rien : outils dédiés ou nettoyés, séparation de l'acier au carbone lors du stockage et de la fabrication, et contrôle du fer en surface lorsque la spécification l'exige. Pour les travaux sur équipements certifiés, le fer incrusté est un défaut détectable et rédhibitoire ; sa prévention relève de l'organisation du stockage.
Notes d'approvisionnement du service export
Les commandes d'équipements chimiques achètent plusieurs formes à la fois, et la méthode claire consiste à établir une ligne de spécification par forme : plaque selon B265, tube selon B338, barre selon B348, tube sans soudure selon B861 et tube soudé selon B862, chacune avec ses propres dimensions et son propre périmètre d'essais, plutôt qu'une ligne générale pour le titane. Indiquez le milieu, la concentration et la température afin que la revue de l'usine vérifie le service, et pas seulement les dimensions ; mentionnez dès le départ la double certification ASME SB lorsque le fabricant réalise des travaux soumis au code ; et indiquez la nuance du métal d'apport dans la commande lorsque le fabricant achète le métal d'apport par le même canal. Beiyu examine chaque ligne de service chimique par rapport aux capacités de l'usine avant d'établir une offre, avec une documentation selon EN 10204 3.1 et une traçabilité par numéro de coulée selon le périmètre de la commande.
| Forme | Ligne de spécification |
|---|---|
| Plaque | ASTM B265 |
| Tube | ASTM B338 |
| Barre | ASTM B348 |
| Tube sans soudure | ASTM B861 |
| Tube soudé | ASTM B862 |
Questions fréquemment posées
Le titane Grade 2 est-il adapté à l'eau de mer ?
Oui. Grade 2 résiste à l'eau de mer et à la corrosion par les chlorures, y compris la corrosion par piqûres et la corrosion caverneuse, ce qui en fait un matériau standard pour les échangeurs de chaleur et les tuyauteries marins et de dessalement.
Quelle nuance de titane est utilisée pour les échangeurs de chaleur ?
Grade 2 est le plus courant, fourni sous forme de tube ASTM B338 et de plaque pour plaque tubulaire B265. Les services en acides réducteurs ou en saumure chaude peuvent nécessiter Grade 7 ou Grade 12 à la place.
Quelle est la limite de température du titane Grade 2 ?
Grade 2 conserve une résistance utile jusqu'à environ 400°F (200°C) et résiste à l'oxydation dans l'air jusqu'à environ 600°F (315°C) ; confirmez selon le service et le code spécifiques.
Quand le Grade 7 ou le Grade 12 sont-ils nécessaires à la place du Grade 2 ?
Grade 7 pour les acides réducteurs tels que l'acide chlorhydrique ou sulfurique chaud ; Grade 12 pour les saumures chaudes concentrées et les services en chlorures sujets à la corrosion caverneuse. Grade 2 couvre la plupart des milieux oxydants et neutres. Beiyu fournit les trois.
Références
- ASTM B265, B338, B348, B861 et B862, normes de spécification pour les produits de titane d'usine : astm.org
- AWS G2.4, Guide pour le soudage par fusion du titane et des alliages de titane (American Welding Society)
- EN 10204, Produits métalliques, types de documents de contrôle (CEN)
Détails des spécifications avec sources
Le tube Grade 2 pour service chimique est commandé selon ASTM B338, la norme couvrant les tubes en titane sans soudure et soudés pour condenseurs et échangeurs de chaleur ; les minimums de la nuance de 345 MPa de résistance à la traction et 275 MPa de limite d'élasticité sont repris de ASTM B265, tableau 2.
Corrosion Resistance of Titanium de TIMET indique que, dans des interstices étroites contenant une saumure saturée de chlorure de sodium quasi neutre, la corrosion caverneuse du titane non allié devient possible à environ 93 °C (200 °F) et au-delà, alors qu’elle est peu probable en dessous de 70 °C (158 °F); un pH plus faible ou de fortes concentrations d’ions calcium ou magnésium peuvent abaisser la température d’amorçage. Les limites d’oxygène et de fer de 0,25% et 0,30%, selon ASTM B265, Tableau 1, maintiennent la nuance soudable avec un métal d’apport ERTi-2 classé selon AWS A5.16.
Demander une offre pour du titane Grade 2
Le Liste de contrôle pour la demande de prix constitue un contrôle final utile des champs de nuance, norme, dimensions, tolérance, quantité et documentation avant envoi.
Si la demande de prix concerne des travaux soumis au code canadien, associez la liste de contrôle des nuances et dimensions à notre guide du titane pour les équipements sous pression canadiens afin que la ligne matière indique la désignation ASME SB et la chaîne de certificats que le fabricant intégrera à l'examen CRN.
Pour établir une offre pour du titane Grade 2 destiné à un service chimique ou à un échangeur de chaleur, Beiyu a besoin de : forme (tube, tube, plaque, tôle ou barre), norme, dimensions (diamètre extérieur et épaisseur de paroi, ou épaisseur), quantité et le service ou fluide. Envoyez le plan ou la spécification et nous examinons chaque ligne par rapport aux capacités de l'usine avant d'établir une offre, avec MTC EN 10204 3.1 et traçabilité par numéro de coulée selon le périmètre de la commande. Contactez Beiyu Titanium pour une demande de prix.