Çoğu ortam sıcaklığındaki deniz suyu hizmeti için Grade 2 (UNS R50400) ticari saf titanyum varsayılandır, çünkü titanyum klorürlü suda korozyona uğramayan kararlı pasif bir oksit film oluşturur. Hizmet sıcak çalıştığında (yaklaşık 70 ila 80 C üzerinde), dar aralıklar içerdiğinde veya konsantre salamura taşıdığında, bu koşullarda aralık korozyonuna dirençli Grade 7 (UNS R52400) veya Grade 12 (UNS R53400) seçilmelidir. Parçanın yapısal yük taşıması gerektiğinde Grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) veya kırılma açısından kritik ve implant sınıfı parçalar için Grade 23 ELI (ASTM B-serisine göre UNS R56407, ASTM F136'ya göre R56401) kullanın.
Beiyu Titanium bu kaliteleri sipariş edilen ürün formuna göre ASTM B265, B338 ve B348 kapsamında tedarik eder. EN 10204 3.1 belgelendirmesi ve döküm veya parti izlenebilirliği gerektiğinde, istenen raporlama kapsamını teklif talebinde belirtiniz.
Titanyum neden deniz suyunda kullanılır
Titanyum, soy metal olduğu için değil, yüzeyinde ince ve kendini onaran bir oksit filmi (çoğunlukla TiO2) oluşturduğu için deniz suyuna direnç gösterir. Oksijen bulunduğu sürece bu film, çizildiğinde neredeyse anında yeniden oluşur. Oksijenli deniz suyunda film, tüm pH aralığında ve geniş bir sıcaklık aralığında bütünlüğünü korur; bu nedenle titanyum, bakır alaşımlarının, paslanmaz çeliklerin ve hatta bazı nikel alaşımlarının çukurcuk korozyonuna uğradığı veya başarısız olduğu kondenserlerde, ısı değiştiricilerde, tuzdan arındırma tesislerinde, açık deniz yükseltici borularında, pompalarda, vanalarda ve deniz suyu borulamasında tercih edilir.
Filmin bir sınırı vardır: oksijenin filmi onarmak için yüzeye ulaşamadığı ortamlarda koruma yerel olarak bozulabilir. Aşağıdaki kalite kararlarının neredeyse tamamını belirleyen gerçek budur.
Kaliteyi gerçekten belirleyen dört değişken
Deniz uygulamaları için titanyum kalitesi “suyun ne kadar korozif olduğuna” göre seçilmez. Seçim dört çalışma değişkenine göre yapılır:
| Hizmet | Kılavuzun belirttiği durum |
|---|---|
| Sıcaklık | Soğuk ve ortam sıcaklığındaki deniz suyu hiçbir titanyum kalitesini zorlamaz. Ticari saf titanyumda aralık korozyonu, sıcak deniz suyu ve sıcak tuzlu çözeltilerde görülmeye başlar. |
| Aralıklar | Conta yüzeyleri, boru-boru aynası birleşimleri, bindirme birleşimleri, birikintiler, biyolojik kirlenme ve kaynak altlık halkalarının tümü oksijence yetersiz aralıklar oluşturur. Klorürlü ortamlarda titanyumun olağan hasar biçimi genel korozyon değil, aralık korozyonudur. |
| Klorür konsantrasyonu | Açık deniz suyu yaklaşık yüzde 3.5 çözünmüş tuz içerir. Evaporatörler, konsantre tuzlu su ve tuzdan arındırma kademeleri bunu bunun çok ötesinde yoğunlaştırır; bu da aralık saldırısının başlayabileceği sıcaklığı düşürür. |
| Mekanik yük | Bağlantı elemanları, miller, yaylar ve yapısal donanım, ticari saf kalitelerin sahip olmadığı bir dayanım gerektirir; bu da alaşımlı kalitelere geçişi gerektirir. |
Kaliteyi bu dört değişkenin ortalamasına değil, parçanın gerçekten maruz kalacağı en olumsuz birleşimine göre seçiniz.
Denizcilik uygulamaları için kalite bazında değerlendirme
Grade 2 (UNS R50400): varsayılan seçim
Ticari saf titanyum, deniz suyu uygulamalarının temel malzemesidir. Oksijenli klorürlü suda mükemmel genel korozyon direnci, iyi kaynaklanabilirlik ve iyi şekillendirilebilirlik sunar. ASTM asgari değerleri 345 MPa çekme ve 275 MPa akma dayanımıdır (her döküm için EN 10204 3.1 muayene sertifikasında doğrulanır). Grade 2, ortam sıcaklığında ve orta sıcaklıklarda deniz suyu ısı değiştirici boruları, kondenser boruları, tank ve kaplamalar için sac ve plaka ile genel borulama için doğru seçimdir. Sınırı, aralık oluşumuna yatkın, sıcak ve konsantre klorür ortamıdır: dar aralıklarda metal sıcaklığı yaklaşık 70 ila 80 C üzerine çıktığında Grade 2 aralık korozyonuna uğramaya başlayabilir.
Grade 7 (UNS R52400): aralık korozyonuna dirençli kalite
Grade 7, az miktarda paladyum ilaveli (yaklaşık yüzde 0.12 ila 0.25) ticari saf titanyumdur. Mekanik olarak Grade 2 ile eşdeğerdir (asgari 345 MPa çekme, 275 MPa akma dayanımı); dolayısıyla yalnızca korozyon için seçilir. Paladyum, metali indirgeyici ve oksijence yetersiz koşullarda pasif bölgesine taşır; aralıkların yarattığı koşullar tam olarak bunlardır. Grade 7, sıcak klorür ve indirgeyici asit uygulamalarında aralık korozyonunun başlayabileceği sıcaklığı, Grade 2 kalitesinin güvenli olmaktan çıktığı seviyenin çok üzerine yükseltir. Sıcak tuzlu çözelti, konsantre klorür için kullanınız, indirgeyici asit bulaşması, ve sıcak çalışan contalı veya boru-boru aynası birleşimleri. Paladyum nedeniyle korozyon kalitelerinin en pahalısıdır.
Grade 12 (UNS R53400): maliyet açısından dengeli aralık korozyonu kalitesi
Grade 12, yaklaşık yüzde 0.3 molibden ve yüzde 0.8 nikel içeren düşük alaşımlı bir titanyumdur. ASTM asgari değerleri 483 MPa çekme ve 345 MPa akma dayanımıdır; bu nedenle Grade 2 kalitesinden hem daha dayanımlıdır hem de sıcak klorürde aralık korozyonuna daha dirençlidir ve paladyum içeren Grade 7 kalitesinden daha düşük maliyetlidir. Grade 2 kalitesinin sınırda kaldığı ancak tam Grade 7 performansının gerekmediği tuzdan arındırma, sıcak tuzlu çözelti işleme ve klorür proses ekipmanlarında yaygın olarak belirtilir. Birçok sıcak deniz suyu ısı değiştirici ve evaporatör uygulamasında Grade 12 pratik bir ara seçenektir.
Grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400): parça yük taşıdığında
Grade 5, ASTM asgari değerleri 895 MPa çekme ve 828 MPa akma dayanımı olan yüksek dayanımlı alaşımdır. Genel deniz suyu korozyon direnci iyidir; ancak sıcak klorürde Grade 7 veya Grade 12 kadar aralık korozyonuna dayanıklı değildir, bu nedenle en agresif korozyon koşulları için değil, dayanım için seçilir. Tipik denizcilik kullanımları bağlantı elemanları, miller, pompa ve vana iç parçaları, yaylar ve hem hafif hem de korozyona dirençli olması gereken yapısal donanımdır.
Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI, endüstriyel UNS R56407 / implant UNS R56401): kırılma açısından kritik ve implant sınıfı
Grade 23, daha yüksek kırılma tokluğu ve daha iyi yorulma davranışı sağlayan daha sıkı oksijen, azot, karbon ve demir sınırlarına sahip, Grade 5 kalitesinin ekstra düşük arayer elementli versiyonudur. ASTM asgari değerleri 828 MPa çekme ve 759 MPa akma dayanımıdır. Denizcilik ve açık deniz uygulamalarında kırılma tokluğu ve yorulmanın önemli olduğu yerlerde belirtilir ve ilgili standarda göre tıpla bağlantılı ve implant sınıfı parçalar için standart seçimdir ASTM F136. Grade 23 / Ti-6Al-4V ELI için doğru UNS'un sipariş edilen standarda bağlı olduğunu unutmayın: ASTM B265, B348, B863 ve B381 kapsamında R56407, ASTM F136 kapsamında R56401.
Deniz suyunda sıcaklık sınırları: gerçek sayılar
Deniz suyunda kalite seçimi sonuçta bir sıcaklık kararıdır; bu nedenle “suyun ne kadar korozif hissedildiği” yerine yayımlanmış sayılardan hareket etmek yararlıdır:
| Kılavuzun belirttiği durum |
|---|
| Grade 2, dar aralıklarda deniz suyunda yaklaşık 80 C (about 175 ila 180 F) değerine kadar aralık korozyonuna direnç gösterir ve açık deniz suyundaki genel korozyon direnci, tipik deniz basınçlarında yaklaşık 120 C (250 F) sıcaklığa kadar fiilen sınırsızdır. |
| Grade 7, aralık direncini çok daha yükseğe çıkarır ve 260 C (500 F) değerine yaklaşan sıcak klorür hizmetinde uygulanabilirliğini korur. |
| Grade 12, paladyum içeren Grade 7'den daha düşük maliyetle bu yüksek sıcaklık aralık direncinin büyük kısmını sağlar. |
Parçanız düşük sıcaklıkta çalışıyorsa ve dar aralıkları yoksa Grade 2 gerçekten yeterlidir ve daha üst kaliteye geçmek gereksiz harcamadır. Grade 7 veya Grade 12 kalitesine geçiş, özellikle metal sıcaklığı ve aralık geometrisinin ticari saf titanyumu sınırının ötesine taşıdığı koşullarda ek güvenlik payı sağlar.
En düşük maliyetle aralık korozyonu direnci için daha geniş paladyum ailesini tanımak faydalıdır. Grade 7 yanında, düşük paladyumlu Grade 16 (UNS R52402), daha düşük paladyum içeriği ve maliyetle aralık korozyonu avantajının büyük bölümünü korur; bu nedenle tam paladyum içerikli Grade 7 alternatifi olarak teklif almak faydalıdır.
Tek bakışta seçim mantığı
| Kılavuzun belirttiği durum |
|---|
| Ortam veya orta sıcaklıkta oksijenli deniz suyu, dayanım gereksinimi yok: Grade 2. |
| Sıcak deniz suyu veya sıcak tuzlu su, aralıklar mevcut, konsantre klorür: önce Grade 12, koşullar sınırdaysa veya indirgeyici asit kontaminasyonu olasıysa Grade 7. |
| Yapısal yük, bağlantı elemanları, miller, hafif donanım: Grade 5. |
| Kırılma açısından kritik, yüksek yorulmalı veya implant sınıfı yük taşıyan parçalar: Grade 23 ELI (ASTM F136). |
Parça bunlardan birden fazlasına aynı anda maruz kalıyorsa en olumsuz duruma göre belirtiniz.
Karşılaştırma tablosu
| Kalite | UNS | ASTM min. çekme / akma dayanımı | Deniz suyundaki davranış | Belirtileceği uygulamalar |
|---|---|---|---|---|
| Grade 2 | R50400 | 345 / 275 MPa | Ortam sıcaklığındaki deniz suyunda mükemmel; sıcak, dar aralıklı, konsantre klorürde aralık korozyonu riski | Boru, sac, plaka, borulama için varsayılan seçim |
| Grade 7 | R52400 | 345 / 275 MPa | Aralık korozyonu ve indirgeyici koşullara karşı en iyi direnç | Sıcak tuzlu çözelti, konsantre klorür, sıcak contalı birleşimler |
| Grade 12 | R53400 | 483 / 345 MPa | Grade 7 kalitesinden daha düşük maliyetle sıcak klorürde güçlü aralık korozyonu direnci | Tuzdan arındırma, sıcak tuzlu çözelti ısı değiştiricileri |
| Grade 5 | R56400 | 895 / 828 MPa | İyi genel direnç; dayanım için seçilir | Bağlantı elemanları, miller, pompa ve vana parçaları |
| Grade 23 | R56407 (B-serisi); R56401 (F136) | 828 / 759 MPa | İyi genel direnç, yüksek tokluk | Kırılma açısından kritik, yorulma, implant sınıfı |
Mekanik değerler ASTM asgari değerleridir ve her döküm için EN 10204 3.1 muayene sertifikasında doğrulanır.
Denizcilik titanyumu için teklif isteyeceğiniz ürün formları ve standartlar
| Belirtilecek alan | Kılavuzun belirttiği durum |
|---|---|
| Boru | ASTM B338 (dikişsiz ve kaynaklı boru), ASTM B861 / B862 (boru). Kondenser ve ısı değiştirici borusu genellikle Grade 2'dir; sıcak veya konsantre hizmet için Grade 12 veya Grade 7'ye geçilir. |
| Sac ve plaka | Tanklar, kap astarları, boru levhaları ve imal edilmiş ekipman için ASTM B265. |
| Çubuk | Talaşlı imal edilmiş vana ve pompa parçaları, miller ve bağlantı parçaları için ASTM B348. |
| Bağlantı elemanları | dayanım için genellikle Grade 5, korozyonun yükten daha baskın olduğu yerlerde Grade 2 veya Grade 7. |
Basınçlı ekipmanda proje, standardın ASME uyarlamasına (örneğin plaka için ASME SB-265) atıfta bulunabilir. Teknik resimde belirtiliyorsa teklif talebinde belirtiniz.
Gerçek mühendislik açısından aralık korozyonu
Bu kararın temel nedeni aralık korozyonudur. Dar bir aralık içinde çözünmüş oksijen tüketilir ve yenilenemez; yerel kimyasal ortam asidik hale gelir, klorür yoğunlaşır ve açık yüzey etkilenmese bile pasif film bozulabilir. Ticari saf Grade 2 için bu durum, deniz suyunda metal sıcaklığı yaklaşık 70 ila 80 C üzerine çıktığında, konsantre tuzlu çözeltide ise daha erken gerçek bir risk haline gelir. Grade 7 ve Grade 12 bu başlangıç sıcaklığını önemli ölçüde yükseltir; bunlara daha fazla ödeme yapmanın mühendislik açısından tüm gerekçesi budur. Parçanızın dar aralıkları yoksa ve düşük sıcaklıkta çalışıyorsa Grade 2 gerçekten yeterlidir ve daha üst kaliteye geçmek gereksiz harcamadır. Sıcak çalışan contalı birleşimleri varsa daha üst kaliteye geçiş, cidarı delip geçen bir hasara karşı düşük maliyetli bir güvencedir.
Kondenser veya soğutucu sıcak tuzlu suya ve dar boru-boru aynası aralıklarına maruz kalacaksa, bu sıcaklık aralığını Grade 12'nin sıcak tuzlu su ve aralık korozyonu koşullarında kullanıldığı yerler siparişi Grade 2'de tutmadan önce karşılaştırınız.
Denizcilik titanyumu için satın alma kontrol listesi
Denizcilik titanyumu için teklif talebi gönderirken şunları belirtiniz:
| Kılavuzun belirttiği durum |
|---|
| Kalite ve UNS numarası ile esas alınan standart (ASTM B338 / B265 / B348 ve varsa ASME referansı). |
| Çalışma sıcaklığı ve aralıkların bulunup bulunmadığı (contalar, boru-boru aynası birleşimleri, birikintiler). |
| Açık deniz suyu seviyesinin üzerindeyse klorür konsantrasyonu (evaporatör, atık konsantre tuzlu çözelti, tuzdan arındırma kademesi). |
| Ürün formu ve boyutlar: boru için dış çap ve et kalınlığı, plaka için kalınlık, çubuk için çap. |
| Parçanın yük taşıyıp taşımadığı ve varsa yorulma veya kırılma tokluğu gereksinimleri. |
| Muayene ve belge kapsamı: EN 10204 3.1 muayene sertifikası ve boru için varsa UT, girdap akımı veya hidrostatik test. |
Bu noktaları açıkça belirten bir teklif talebi, kalitenin kullanım sırasında oluşan bir arızadan sonra değil, teklif öncesinde doğrulanmasını sağlar.
Beiyu Titanium denizcilik kalitelerini nasıl tedarik eder
Beiyu Titanium, deniz suyu ve denizcilik uygulamaları için Grade 2, Grade 7, Grade 12, Grade 5 ve Grade 23 titanyumu şu formlarda tedarik eder ASTM B338 standardına göre boru, ASTM B265 standardına göre sac ve plaka, ve ASTM B348 kapsamında çubuk. Gerekli EN 10204 3.1 belgesini, kimyasal bileşimi, mekanik sonuçları ve döküm veya parti izlenebilirliğini teklif talebinde belirtiniz; böylece Beiyu sipariş onayından önce sağlanabilecek belge kapsamını teyit edebilir. Kullanım sıcaklığını, aralık durumunu, klorür seviyesini, formu ve boyutları gönderiniz; teklif öncesinde doğru kalite teyit edilebilir.
Aynı kalite kararındaki kondenser ve soğutucu borulaması için, ASTM B338 titanyum boru rehberi teklif talebinin arkasındaki boru güzergâhını, et kalınlığını ve muayene ayrıntılarını gösterir.
İlgili rehberler ve araçlar
- Kimyasal prosesler için titanyum kalitesi
- Deniz suyu için titanyum, 316L paslanmaz çelik ve bakır-nikel karşılaştırması
- Tıbbi kalite titanyum (ASTM F136, Grade 23 ELI)
- Titanyum kalitesi seçim aracı
Kaynaklarıyla şartname ayrıntıları
AWS A5.16, denizcilik için titanyum kalitesi kararını kaynaklı imalata taşıyan şartnamedir, çünkü dolgu metali sınıflandırmaları ana metal kalitelerini yansıtır: ERTi-2 ile Grade 2, ERTi-7 ile Grade 7, ERTi-9 ile Grade 9 ve ERTi-12 ile Grade 12 eşleşir. İmalat siparişinde dolgu metali sınıfını belirtmek, kaynak kimyasal bileşimini ana metalle aynı korozyon ailesinde tutar; bu, en çok bu sayfanın sıcak klorür için ayırdığı Grade 7 ve Grade 12 seçimlerinde önem taşır: aralık korozyonu direnci için satın alınmış bir hatta uyumsuz ticari saflıkta kaynak dikişi kullanmak, korozyon sorununu doğrudan boru sisteminin onarılması en zor yeri olan birleşime geri taşır.
Beiyu Titanium, bir deniz uygulaması siparişinin kaynak tarafını boru ve plakayla aynı talepten tedarik eder: AWS A5.16'ya göre 0.8 ile 6.0 mm çapta, 6000 mm'ye kadar düz boylarda titanyum kaynak teli, 0.8 ile 12 mm kangal tel ve 6.35 mm'ye kadar makara teli. Grade 2 için ERTi-2 ve Grade 12 için ERTi-12 olan kalite-sınıf eşleştirmesi Beiyu teklifinde belirtilir; böylece ana metal ve dolgu, aynı döküm izlenebilirliği zinciri altında belgelenmiş olarak gelir.