Что такое титановая трубка GR1?
Титановая трубка GR1этоотраслевой стандартдля теплообменников, требующихпревосходная коррозионная стойкость, высокий тепловой КПД, идлительный срок службы. Также известен какASTM B338, класс 1трубки, этот материал широко используется всистемы охлаждения морской водой, опреснительные установки, химическая обработка, ипроизводство электроэнергии.
Стандарты для труб теплообменников
При поискетитановая трубка gr1для теплообменников необходимо указать правильный стандарт.
| Стандартный | Форма продукта | Подходит для теплообменника? |
|---|---|---|
| ASTM B338, класс 1 | Бесшовные или сварные трубы | ДА – Первичная спецификация |
| ASME SB338 класс 1 | Бесшовные или сварные трубы | ДА – Код сосуда под давлением |
| ASTM B861, класс 1 | Бесшовная труба (более толстые стенки) | НЕТ – Для трубопроводов общего назначения, а не для расширения труб. |
| ASTM B862 Gr1 | Сварные трубы | ДА – для менее важных приложений |
Всегда уточняйтеASTM B338 класс 1в вашем заказе на поставку трубок теплообменника. Этот стандарт включает конкретные требования ктест на сплющивание, испытание на сжигание, итест на обратное сплющиваниекоторые имеют решающее значение для расширения трубки.
Формы трубок титанового теплообменника
| Форма | Описание | Тип теплообменника |
|---|---|---|
| Прямая трубка | Стандартная цилиндрическая форма | Наиболее распространенный- кожух и трубка |
| U-Изгиб трубы | Согнут в U-форму | U-трубный теплообменник– допускает тепловое расширение |
| Ребристая труба | Внешние ребра выдавлены из стенки трубы | Теплообменники-с воздушным охлаждением |
| Спиральная гофрированная трубка | Спиральные гребни по внутреннему или наружному диаметру | Улучшенная теплопередача– турбулентный поток |
| Коническая трубка | Переменный внешний диаметр по длине | Специализированная химическая служба |
Химический состав титана GR1 для теплообменника
| Элемент | Состав (макс. %) | Почему это важно |
|---|---|---|
| Азот (Н) | 0.03 | Предотвращает охрупчивание |
| Углерод (С) | 0.08 | Сохраняет структурную целостность |
| Водород (Н) | 0.015 | Предотвращает водородное охрупчивание |
| Железо (Fe) | 0.20 | Контролируемые примеси |
| Кислород (О) | 0.18 | Показатель пластичности – ниже GR2 |
| Титан (Ti) | Баланс | Основной металл |
0,18% кислорода макс.втитан 1 классавот что делает этомягкий и пластичный. GR2 содержит 0,25% кислорода, что увеличивает прочность, ноуменьшает удлинение с 24% до 20%– критическая разница для расширения трубы.
Механические свойства титановой трубки GR1
| Свойство | Ценить | Важность |
|---|---|---|
| Предел прочности (мин) | 240 МПа | Соответствует номинальному давлению |
| Предел текучести титана Gr1(мин) | 138 МПа | Низкая – легкое расширение трубки |
| Удлинение (мин) | 24% | Высокая – отсутствие растрескивания при развальцовке |
| Твердость титана 1 класса | 70-80 гривен | Мягкий – противостоит истиранию во время прокатки. |
| Плотность титана 1 класса | 4,51 г/см³ | Легкий вес – на 40 % меньше, чем медь-никель. |
| Модуль упругости | 103 ГПа | Гибкий – поглощает тепловое расширение. |
| Теплопроводность | 16 W/m·K | Подходит для большинства задач по передаче тепла. |
Размеры и допуски трубок теплообменника
ASTM B338 класс 1указывает стандартные размеры длятитановая трубка gr1в сервисе теплообменников.
Распространенные размеры наружного диаметра теплообменников:
| наружный диаметр (мм) | наружный диаметр (дюйм) | Типичная толщина стенки (мм) |
|---|---|---|
| 12.7 | 0.500 | 0.5 – 1.2 |
| 15.9 | 0.625 | 0.7 – 1.2 |
| 19.05 | 0.750 | 0,9–1,6 (наиболее распространенный) |
| 25.4 | 1.000 | 1.0 – 2.0 |
| 31.8 | 1.250 | 1.2 – 2.5 |
Допуски по наружному диаметру (ASTM B338):
| Диапазон наружного диаметра (мм) | Допуск (± мм) |
|---|---|
| 3 – 25 | ± 0.10 |
| 25 – 50 | ± 0.13 |
| 50 – 100 | ± 0.20 |
Допуски по толщине стенок:
| Диапазон веса (мм) | Допуск (± %) |
|---|---|
| 0.5 – 1.0 | ± 15% |
| 1.0 – 2.0 | ± 12% |
| 2.0 – 3.0 | ± 10% |
Расширение трубки
Расширение трубы (также называемое прокаткой или обжимкой трубы) — это процессмеханическое расширение трубы в трубную решеткучтобы создать герметичное-плотное уплотнение.
Почему титан GR1 лучше подходит для расширения труб:
| Свойство | GR1 Титан | GR2 Титан | Медь-Никель | Нержавеющая сталь 316L |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести (МПа) | 138 (низкий) | 275 | 105 | 205 |
| Удлинение (%) | 24 (высокий) | 20 | 30 | 40 |
| Требуется усилие расширения | Низкий | Высокий | Низкий | Середина |
| Риск растрескивания | Очень низкий | Умеренный | Низкий | Низкий |
| Износ прокатного инструмента | Низкий | Высокий | Середина | Высокий |
Разница между чистым титаном gr1 и gr2для расширения трубкизначительный. GR1более низкий предел текучестииболее высокое удлинениесделай этогораздо прощерасширяться без трещин. Многие производители теплообменниковотказаться от использования GR2для расширения труб.
Таблица параметров сварки титановой трубки GR1
| Параметр | Ценить |
|---|---|
| Процесс | GTAW (ТИГ) |
| Защитный газ | Аргон (чистота 99,995%) |
| Расход газа (факел) | 10 – 15 л/мин |
| Расход газа (обратная продувка) | 5 – 10 л/мин |
| Напряжение | 10 – 14 V |
| Сила тока | 40 – 100 A |
| Вольфрамовый электрод | 1,6 мм (2% церий) |
| Присадочный металл | ЭРТи-1 |
| Межпроходная температура | Меньше или равен 150 градусам |
| Макс. кислород (обратная продувка) | < 100 ppm |
Коррозионная стойкость титана GR1 в теплообменнике
Титановый теплообменник Gr1предложение трубокисключительная устойчивость к коррозиив агрессивных средах:
| Среда | GR1 Производительность | Производительность конкурентов |
|---|---|---|
| Морская вода (окружающая среда) | Невосприимчивость к точечной коррозии | Медь-никель: питтинг через 5–10 лет. |
| Хлориды (до 200 градусов) | Нет SCC | 316L: SCC при 60 градусах + |
| Солоноватая вода | Отличный | Медь: эрозия-коррозия |
| Азотная кислота (разбавленная) | Отличный | Нержавеющая сталь: приемлемо |
| Уксусная кислота | Отличный | Медь: не подходит |
| Серная кислота (разбавленная) | Хорошо (до 10%) | Нержавеющая сталь: плохо |
| Соляная кислота | Ограничено (избегать) | Титан не рекомендуется |
Титановый теплообменник Gr1трубки - этостандартный выбордля опреснительных установок много-многоступенчатого мгновенного испарения (MSF) и многоступенчатой-дистилляции (MED). Срок службыпревышает 30 летсбез припуска на коррозию.
Титан GR1 и GR2 для трубок теплообменника
| Свойство | GR1 Титан | GR2 Титан | Вердикт |
|---|---|---|---|
| Содержание кислорода | 0,18% макс. | 0,25% макс. | GR1 чище |
| Предел текучести | 138 МПа (низкое) | 275 МПа (высокое) | GR1 для расширения |
| Удлинение | 24% (высокий) | 20% (ниже) | GR1 для факельного сжигания |
| Коррозионная стойкость | Отличный | Отличный | Такой же |
| Пригодность к расширению трубки | Отличный | От плохого до справедливого | только GR1 |
| Номинальное давление (та же стена) | Ниже | Выше | GR2 для корпуса, а не трубок |
| Цена за кг | 25-40 долларов США | 22-35 долларов США | ГР2 дешевле |
Разница между чистым титаном гр1 и гр2 для теплообменников:ИспользоватьGR1 для трубок(нужно расширение). ИспользоватьGR2 для трубных решеток и обечаек(нужна сила).Никогда не заменяйте GR2 на GR1 в трубках теплообменника.
Применение титановых теплообменных трубок GR1
Титановый теплообменник Gr1трубы используются в следующих отраслях:
| Промышленность | Специальное применение |
|---|---|
| Опреснение | Нагреватели рассола MSF (много-многоступенчатое испарение), испарители MED (много-корпусная дистилляция) |
| Производство электроэнергии | Конденсаторы с охлаждением морской водой-, теплообменники с охлаждающей водой |
| Химическая обработка | Кислотные охладители, нагреватели, ребойлеры |
| Морской | Водяные охладители рубашки двигателя, охладители гидравлического масла |
| ОВК | Чиллеры с охлаждением морской водой-, холодильные конденсаторы |
| Фармацевтический | Нагрев/охлаждение чистой воды (без-загрязнений) |
| Целлюлоза и бумага | Теплообменники для отбеливающих установок |
Инспекция
| Тест | Стандартный | Частота | Цель |
|---|---|---|---|
| Химический анализ | АСТМ Е2371 | За плавку | Проверятьхимический состав титана gr1 |
| Испытание на растяжение | АСТМ Е8 | За плавку | Проверятьпредел текучести титана gr1 |
| Испытание на твердость | АСТМ Е18 | За плавку | ПроверятьТитан 1 класса твердости |
| Гидростатические испытания | АСТМ Б338 | 100% | Обнаружение утечек |
| Вихретоковое испытание (ECT) | АСТМ Е215 | 100% | Поверхностные и подповерхностные дефекты |
| Тест на сплющивание | АСТМ Б338 | За партию | Проверьте пластичность |
| Испытание на развальцовку | АСТМ Б338 | За партию | Проверьте возможность расширения |
| Тест на обратное сплющивание | АСТМ Б338 | За партию | Целостность шва сварной трубы |
| Проверка размеров | Лазерный микрометр | 100% | Внешний диаметр, вес, длина |
| Визуальный осмотр | 10-кратное увеличение | 100% | Дефекты поверхности |
Упаковка
| Шаг | Метод | Цель |
|---|---|---|
| 1 | Пластиковые торцевые заглушкина обоих концах | Предотвратите повреждение кромок и мусор |
| 2 | Индивидуальный полиэтиленовый пакетза трубку | Предотвратить появление царапин на поверхности |
| 3 | Упаковка из крафт-бумаги | Дополнительная защита от царапин |
| 4 | Деревянные ящики(МСФМ-15 фумигирован) | Структурная защита |
| 5 | Стальная лентавнутри ящика | Предотвратить движение трубки |
| 6 | Этикетки с цветовой-кодировкой(синий для GR1) | Сорт, номер плавки, размер, количество |
| 7 | Водонепроницаемая пластиковая подкладка | Защита от влаги |
Фабрика и оборудование
| Оборудование | Количество | Функция |
|---|---|---|
| Холодные пилгерные мельницы | 8 единиц | Прецизионное сокращение труб – жесткие допуски по внешнему диаметру и весу |
| Печи для отжига(вакуум) | 4 единицы | Снятие стресса –отсутствие загрязнения кислородом |
| Выпрямляющие машины | 5 единиц | Прямолинейность внутри0,5 мм/м |
| Линия ультразвукового контроля | 2 единицы | Автоматизированная дефектоскопия |
| Вихретоковые тестеры | 3 единицы | Обнаружение дефектов поверхности (ECT) |
| Станки для резки с ЧПУ | 6 единиц | Прецизионная длина резки ± 1 мм |
| Линии полировки и травления | 2 строки | Чистота поверхности Ra Меньше или равна 0,8 мкм |
| Оптический эмиссионный спектрометр | 2 единицы | Внутренняя-химическая проверка |
| Универсальная испытательная машина | 2 единицы | Предел текучести титана Gr1тестирование |
| Твердомер | 2 единицы | Твердость титана 1 классапроверка |
| Гидростатические тестеры | 4 единицы | 100% проверка на герметичность |
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: В чем разница между ASTM B338, класс 1 и ASTM B861, класс 1 для теплообменников?
A: ASTM B338, класс 1специально разработан длятеплообменник и трубки конденсатора. Он включает в себяиспытания на сплющивание, развальцовку и обратное сплющиваниекоторые проверяют пластичность при расширении трубы.ASTM B861, класс 1длябесшовная трубаиспользуется в условиях общей-стойкости к коррозии – сюда не входят испытания на пластичность.Всегда указывайте ASTM B338, класс 1.длятитановый теплообменник gr1трубки.
Вопрос 2: Можно ли использовать сварную трубку ASTM B862 Gr1 для титанового теплообменника gr1?
А: Да,ASTM B862 Gr1Сварную трубу можно использовать дляменее критические применения теплообменниковгде трубкане расширен(например, испарители с падающей пленкой, некоторые химические охладители). Однако длярасширение трубы в трубные решетки, бесшовный ASTM B338 класс 1предпочтительнее, поскольку сварные трубы могут иметьрастрескивание шваво время расширения. Для конденсаторов с охлаждением-морской водой:всегда используйте бесшовный.
Вопрос 3: Почему предел текучести титана gr1 имеет значение для развальцовки труб в трубные решетки?
A: Предел текучести титана Gr1(138 МПа мин)достаточно низкийдопускать пластическую деформацию при расширении трубы безперегрузка трубной решетки. Материалы с более высоким пределом текучести (например, GR2 при 275 МПа) требуютбольше силы прокатки, который можетдеформировать отверстия трубной решеткииливзломать трубку. Низкий предел текучести также означаетменьше пружинения– трубка остается расширенной.
Вопрос 4: Как титан класса 1 по сравнению с классом 2 влияет на выбор трубок теплообменника?
A: Титан класса 1 против класса 2для трубок теплообменника:GR1 подходит для трубок.потому что у него естьболее высокое удлинение (24% против 20%)именьший предел текучести (138 МПа против 275 МПа)– оба критически важны для расширения трубы.GR2 используется для трубных решеток и кожухов.где требуется более высокая прочность.Разница между чистым титаном гр1 и гр2— содержание кислорода (0,18% против 0,25%), что и создает разницу в механических свойствах.
Вопрос 5: Какова максимальная рабочая температура титанового теплообменника gr1?
A: Титановый теплообменник Gr1может работать непрерывно при температуре до150 градусовбез ухудшения механических свойств. Между150 градусов и 200 градусов, сила начинает уменьшаться. Выше200 градусов, длительное-воздействие может привести кокислениеипоглощение водорода. Для обслуживания при температуре выше 200 градусов используйтеГР2 или ГР7титан. Для морской воды ограничьте температуру до120 градусовдля предотвращения щелевой коррозии.
Вопрос 6. Можно ли использовать титановую трубку класса 1 в конденсаторах,-охлаждаемых морской водой?
A: Абсолютно. Титановая трубка Gr1этопредпочтительный материалдля конденсаторов с охлаждением морской водой-на электростанциях и опреснительных установках. В отличие от меди-никеля (который подвергается точечной коррозии через 5–10 лет) или нержавеющей стали (которая подвержена щелевой коррозии),титановая труба гр1предложения>срок службы 30 летсбез припуска на коррозию. Десятки тысяч тоннASTM B338, класс 1трубки находятся в эксплуатации по всему миру.
