ASME SB338 Grado 7 Tubo de intercambiador de calor de titanio

ASME SB338 Grado 7 Tubo de intercambiador de calor de titanio
Descripción general del grado ASME SB338 7 Tubo de intercambiador de calor de titanio
ASME SB338 es la especificación estándar para los tubos de aleación de titanio y titanio sin costura y soldado utilizados en condensadores, intercambiadores de calor, y aplicaciones similares que requieren una excelente resistencia a la corrosión y rendimiento térmico. Calificación 7 titanio (US R52400), aleado con 0.12-0.25% de paladio, Ofrece resistencia a la corrosión superior en comparación con las calificaciones de titanio sin aliento, particularmente en la reducción de entornos y medios ricos en cloruro. Esto hace que la calificación 7 un material ideal para los tubos de intercambiador de calor en el procesamiento de productos químicos, generación de energía, desalinización, y aplicaciones marinas. Los tubos proporcionan un alta relación resistencia a peso, Excelente conductividad térmica, y Resistencia a la corrosión de las picaduras y las grietas, Garantizar la confiabilidad a largo plazo en condiciones agresivas.
Las características clave incluyen:
- Resistencia a la corrosión mejorada: El paladio mejora la resistencia a la reducción de los ácidos y la corrosión inducida por cloruro, Ideal para entornos de intercambiador de calor.
- Rendimiento térmico: Mantiene propiedades mecánicas de hasta 600 ° F (316°C), Adecuado para transferencia de calor a alta temperatura.
- Ligero: Aproximadamente 40% más ligero que el acero, Reducción de cargas estructurales en conjuntos de intercambiadores de calor.
- Cumplimiento de estándares: Se encuentra con ASME SB338 y ASTM B338 para una calidad de tubo sin costuras y soldadas.
Calificación 7 Los tubos de titanio son críticos para intercambiadores de calor expuestos al agua de mar, soluciones ácidas, y vapor de alta presión, ofreciendo durabilidad y eficiencia sobre materiales tradicionales como acero inoxidable.
Especificaciones del grado ASME SB338 7 Tubo de intercambiador de calor de titanio
ASME SB338 Grado 7 Los tubos de titanio se fabrican con estándares precisos, Asegurar el rendimiento en aplicaciones de intercambiadores de calor. La siguiente tabla describe las especificaciones clave.
Parámetro | Detalles |
---|---|
Estándar | ASME SB338, ASTM B338 |
Grado de aleación | Calificación 7 (US R52400) |
Tipo de tubo | Sin costura, soldado |
Rango de tamaño | Diámetro exterior (DE): 3 mm a 114 milímetros Espesor de la pared: 0.2 mm a 6 milímetros Longitud: Arriba a 18 metros (longitudes personalizadas disponibles) |
Acabado superficial | Pulido, Recocido, En escabeche, barnizado |
Condiciones | Recocido, Trabajado en frío y aliviado, Soldado y recocido |
Pruebas | Hidrostático, Neumático, Corriente de Eddy, De tensión, Aplastamiento, Resplandeciente, Doblar, Corrosión |
Certificaciones | EN 10204 3.1/3.2, ISO 9001, Nace mr0175, PED 97/23/CE |
Tratamiento térmico | Recocido a 1000–1400 ° F (538–760 ° C), por ASME SB338 |
Explicación de estándares:
- ASME SB338/ASTM B338: Especifica tubos de titanio sin costuras y soldados para intercambiadores de calor, cubriendo la composición química, propiedades mecánicas, y requisitos de prueba. Los tubos soldados requieren soldaduras de penetración completa y pueden ser recocidos para restaurar las propiedades.
- Requisitos de prueba: Incluye prueba hidrostática. (arriba a 2500 psi para tubos sin costuras), resplandeciente, aplastamiento, y pruebas de corrosión para garantizar la integridad del tubo.
El contenido de paladio de grado 7 mejora su idoneidad para los intercambiadores de calor en entornos corrosivos, con tubos sin costuras preferidos para aplicaciones de alta presión y tubos soldados para diámetros más grandes rentables.
Aplicaciones del grado ASME SB338 7 Tubo de intercambiador de calor de titanio
Calificación 7 Los tubos de titanio son críticos en los sistemas de intercambiadores de calor en todas las industrias debido a su resistencia a la corrosión y eficiencia térmica. La siguiente tabla resalta aplicaciones clave.
Industria | Aplicaciones |
---|---|
Procesamiento químico | Tubos de intercambiador de calor para soluciones ácidas, medios de comunicación ricos en cloruro |
Generación de energía | Tubos de condensador, tubos generadores de vapor |
Desalinización | Tubos de intercambiador de calor de agua de mar, tubo de evaporador |
Marina | Intercambiadores de calor refrigerados por agua de mar, sistemas de enfriamiento a bordo |
Petróleo y gas | Tubos de intercambiador de calor en gas agrio y ambientes en alta mar |
Aplicaciones detalladas:
- Procesamiento químico: Calificación 7 Los tubos se usan en intercambiadores de calor Manejo de ácidos reductores (p.ej., ácido clorhídrico) y medios ricos en cloruro, donde el paladio mejora la resistencia a la corrosión. Su durabilidad reduce los costos de mantenimiento.
- Generación de energía: Tubos de condensador y tubos generadores de vapor beneficiarse de la resistencia del grado 7 al vapor de alta presión y la corrosión del agua de enfriamiento, Asegurar una transferencia de calor eficiente.
- Desalinización: Tubos de intercambiador de calor de agua de mar y el tubo del evaporador resistir las picaduras y la corrosión de la grieta en entornos salinos, crítico para las plantas de desalinización.
- Marina: Intercambiadores de calor refrigerados por agua de mar En los sistemas a bordo, apalance la resistencia del grado 7 a la corrosión del estrés por cloruro, Extender la vida útil.
- Petróleo y gas: Tubos de intercambiador de calor en entornos de gas agrio y las plataformas en alta mar soportan H2S y corrosión de cloruro, asegurando la confiabilidad.
La resistencia a la corrosión mejorada por el paladio del grado 7 lo hace superior a la calificación 2 En entornos agresivos, particularmente para el agua de mar y las aplicaciones ácidas.
Composición química del grado ASME SB338 7 Titanio
La composición química de la calificación 7 El titanio está optimizado para la resistencia a la corrosión, con paladio como un elemento de aleación clave. La siguiente tabla detalla la composición.
Elemento | Peso % |
---|---|
Titanio (De) | Balance |
Paladio (Pd) | 0.12–0.25 |
Nitrógeno (norte) | 0.03 máximo |
Carbón (c) | 0.08 máximo |
Hidrógeno (H) | 0.015 máximo |
Hierro (fe) | 0.30 máximo |
Oxígeno (oh) | 0.25 máximo |
Derechos residuales de autor (cada) | 0.1 máximo |
Derechos residuales de autor (total) | 0.4 máximo |
Papel de los elementos clave:
- Titanio: Proporciona resistencia a la corrosión, fortaleza, y propiedades livianas.
- Paladio: Mejora la resistencia a la reducción de los ácidos, picaduras, y corrosión en grietas, Crítico para entornos de intercambiador de calor.
- Bajos intersticiales: Minimizar la fragilidad, Asegurar la ductilidad y la dureza.
El contenido de paladio distingue el grado 7 de titanio sin alear, ofreciendo un rendimiento superior en medios corrosivos.
Propiedades físicas del grado ASME SB338 7 Titanio
Las propiedades físicas de la calificación 7 Titanium admite su uso en tubos de intercambiador de calor. La siguiente tabla resume las propiedades clave.
Propiedad | Valor |
---|---|
Densidad | 4.51 gramos/cm³ (0.163 lb/pulg³) |
Rango de fusión | 3000–3040 ° F (1650–1660 ° C) |
Conductividad térmica | 16.4 W/m · k a 20 ° C (9.5 Btu/ft · h · ° F) |
Capacidad calorífica específica | 520 J/kg · k a 20 ° C (0.124 Btu/lb · ° F) |
Resistividad eléctrica | 0.56 µΩ · m a 20 ° C |
Coeficiente de expansión térmica | 8.6 µm/m · ° C a 20–100 ° C (4.8 µin/in · ° F) |
Módulo de elasticidad | 105 GPa (15.2 × 10⁶ psi) a 20ºC |
La baja densidad y la expansión térmica reducen el estrés en los sistemas de intercambiadores de calor, mientras que la alta conductividad térmica garantiza una transferencia de calor eficiente.
Propiedades mecánicas del grado ASME SB338 7 Titanio
Las propiedades mecánicas de la calificación 7 Titanio garantizar la fiabilidad en los tubos de intercambiador de calor. La siguiente tabla resume las propiedades en la condición recocida.
Propiedad | Valor |
---|---|
Resistencia a la tracción (Último) | 345 MPa (50 ksi) mín. |
Fuerza de producción (0.2% Compensar) | 275–410 MPA (40–60 ksi) |
Alargamiento | 20% mín. |
Dureza | ~ 160 HB (Brinell) |
Propiedades dependientes de la temperatura (Aproximado):
Temperatura | Resistencia a la tracción (MPa) | Fuerza de producción (MPa) | Alargamiento (%) |
---|---|---|---|
20°C (68°F) | 345 | 275 | 20 |
300°C (572°F) | 250 | 200 | 25 |
Estas propiedades aseguran que los tubos resisten la alta presión y el ciclo térmico en aplicaciones de intercambiador de calor.
Fabricación de ASME SB338 Grado 7 Tubo de intercambiador de calor de titanio
Calificación 7 Los tubos de titanio se fabrican como sin costura (arraigado) o soldado (con soldaduras de penetración completas), por ASME SB338. Se prefieren tubos sin costuras para intercambiadores de calor de alta presión, Mientras que los tubos soldados ofrecen soluciones rentables para diámetros más grandes. Soldadura Las técnicas incluyen:
- Soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW/TIG): Asegura soldaduras de alta calidad con contaminación mínima.
- Soldadura por arco de plasma: Adecuado para tubos de paredes delgadas.
Use grado 7 Metales de relleno y blindaje de gas inerte (p.ej., argón) Para prevenir la oxidación. Los tubos soldados se recocen para restaurar la resistencia y la ductilidad de la corrosión. Formador de frío es factible debido a la ductilidad de la aleación, con el recocido posterior a la formación para aliviar el estrés.
Tratamiento térmico
ASME SB338 Grado 7 Los tubos de titanio se suministran típicamente recocido a 1000–1400 ° F (538–760 ° C), seguido de enfriamiento de aire o agua, para optimizar la resistencia y la ductilidad de la corrosión. Los tubos soldados requieren recocido post-soldado para eliminar las tensiones residuales. Se debe evitar el sobrecalentamiento para prevenir las transformaciones de fase que podrían reducir la dureza.
ASME SB338 Grado 7 Preguntas frecuentes para el tubo del intercambiador de calor de titanio
1. ¿Por qué está el grado? 7 Titanio preferido para tubos de intercambiador de calor?
El contenido de paladio mejora la resistencia a la corrosión en la reducción de los ácidos y los ambientes ricos en cloruro, Hacer grado 7 Ideal para aplicaciones de intercambiador de calor ácido y agua ácida.
2. ¿Cuál es la diferencia entre el grado sin costuras y soldado? 7 tubos?
Los tubos sin costuras ofrecen calificaciones de presión y precisión más altas, mientras que los tubos soldados son rentables para diámetros más grandes, con recocido para garantizar la resistencia de corrosión comparable.
3. ¿Cómo difiere ASME SB338 de ASME SB861?
ASME SB338 se centra en los tubos para intercambiadores de calor y condensadores, mientras que ASME SB861 cubre tuberías para un servicio general resistente a la corrosión y a alta temperatura.
4. ¿Qué pruebas se requieren para la calificación? 7 tubos?
Hidrostático, neumático, Corriente de Eddy, de tensión, aplastamiento, resplandeciente, y las pruebas de corrosión aseguran el cumplimiento de los estándares ASME SB338.
5. ¿Cómo es el grado? 7 Comparar con la calificación 2 titanio?
Calificación 7 ofrece resistencia a la corrosión superior debido al paladio, Mientras que grado 2 es más rentable para entornos menos agresivos.