Ống hàn hợp kim titan ASTM B862 Ti2 (UNS R50400): Thuộc tính và ứng dụng

Ống hàn ASTM B862 Ti2 là gì?

ASTM B862 là thông số kỹ thuật bao gồm ống titan hàn và ống hợp kim titan dành cho dịch vụ -chống ăn mòn nói chung và nâng cao-nhiệt độ. Loại 2, cũng được viết là Ti2 hoặc UNS R50400, là titan không hợp kim tinh khiết về mặt thương mại với hàm lượng titan ít nhất 99,2%. Sự cân bằng bao gồm mức độ kiểm soát của sắt, oxy, carbon, nitơ và hydro.

Ống được sản xuất từ ​​dải titan{0}}cán phẳng, tạo thành hình trụ và hàn theo chiều dọc, phổ biến nhất là hàn hồ quang vonfram khí (GTAW/TIG) hoặc hàn hồ quang plasma. Mối hàn phải đáp ứng các yêu cầu về độ bền kéo giống như kim loại cơ bản và ống hoàn thiện được cung cấp ở trạng thái hàn, ủ hoặc hàn-và-làm nguội-tùy thuộc vào thông số kỹ thuật mua hàng.

Thành phần hóa học (ASTM B862 / B265)

Loại 2 được xác định bởi các giới hạn tạp chất chặt chẽ, vì tính chất cơ học và ăn mòn của titan không hợp kim phụ thuộc nhiều vào các nguyên tố xen kẽ, đặc biệt là oxy.

Yếu tố	N	C	H	Sắt	O	Ti
Nội dung, %	tối đa 0,03	tối đa 0,08	tối đa 0,015	tối đa 0,30	tối đa 0,25	Cân bằng (99,2 phút)

Tính chất cơ học (ASTM B862 Lớp 2)

Tài sản	Yêu cầu
Độ bền kéo Rm	345 MPa (50 ksi) phút
Cường độ năng suất 0,2% Rp0,2	275 MPa (40 ksi) phút
Độ giãn dài trong 50 mm hoặc 4D	20% phút
Giảm diện tích	30% phút
Tỉ trọng	4,51 g/cm3
điểm nóng chảy	khoảng 1668 độ C

Loại 2 có sự kết hợp tốt giữa độ bền và độ dẻo cho loại tinh khiết về mặt thương mại. Với trọng lượng khoảng 4,5 g/cm3, nó chỉ bằng khoảng 57% trọng lượng của thép, điều này giúp ống titan có độ bền cao-để-lợi thế về trọng lượng trong thiết bị kết cấu và quay.

Cân nhắc về sản xuất và hàn

Ống hàn cấp 2 được làm từ dải-cán nguội, cạnh-được chuẩn bị và hàn bằng GTAW hoặc hàn hồ quang plasma. Đối với hầu hết các ứng dụng, dây hàn ERTi-2 (AWS A5.16) được sử dụng để kim loại hàn phù hợp với đặc tính của kim loại cơ bản.

Titan có tính phản ứng cao ở nhiệt độ cao. Trên khoảng 500 độ C, nó hấp thụ oxy, nitơ và hydro từ khí quyển, làm giòn mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt. Do đó, quá trình hàn phải được thực hiện với tấm chắn khí trơ có độ tinh khiết cao-argon (99,99% hoặc cao hơn) trên cả mặt và chân mối hàn, đồng thời phải duy trì lớp che chắn cho đến khi khu vực hàn nguội xuống dưới khoảng 400 độ C. Che chắn thích hợp là yếu tố quan trọng nhất trong việc tạo ra các mối hàn titan âm thanh.

Chống ăn mòn

Titan tinh khiết thương mại loại 2 có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong nước biển, nước lợ, dung dịch clorua và hầu hết các môi trường oxy hóa. Nó không bị nứt do ăn mòn ứng suất clorua và không bị ăn mòn rỗ hoặc kẽ hở trong nước biển tự nhiên. Nó cũng chống lại các axit oxy hóa như axit nitric, nhiều axit hữu cơ và kiềm.

Trong các bộ trao đổi nhiệt và bình ngưng nước biển, ống titan loại 2 thường có tuổi thọ dài hơn nhiều so với thép không gỉ austenit, đó là lý do tại sao nó được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, cơ sở khử muối và hệ thống trên tàu. Vật liệu này không thích hợp cho các môi trường khử mạnh như axit clohydric hoặc axit sunfuric đậm đặc nóng mà không tạo hợp kim, và không nên sử dụng ở nhiệt độ trên khoảng 300-400 độ C trong không khí vì quá trình oxy hóa và hấp thụ oxy.

Ứng dụng điển hình

Đường ống xử lý hóa học cho clorua, axit oxy hóa và dung dịch tẩy trắng.

Hệ thống làm mát bằng nước biển và chữa cháy trên tàu và giàn khoan ngoài khơi.

Bộ trao đổi nhiệt và bình ngưng trong sản xuất điện và khử muối.

Nhà máy tẩy trắng bột giấy và giấy.

Thiết bị mạ điện và hoàn thiện kim loại.

Dây chuyền chế biến dược phẩm, thực phẩm đòi hỏi độ tinh khiết cao.

Câu hỏi thường gặp

Q1. Sự khác biệt giữa titan lớp 1 và lớp 2 là gì?

Cả hai đều thuần túy về mặt thương mại. Loại 1 có hàm lượng oxy kẽ thấp hơn, mềm hơn và dễ tạo hình hơn, có độ bền kéo tối thiểu khoảng 240 MPa. Loại 2 có độ bền kéo tối thiểu là 345 MPa và là loại tinh khiết về mặt thương mại được sử dụng rộng rãi nhất, cân bằng độ bền, độ dẻo và khả năng chống ăn mòn.

Q2. Tại sao cần có -argon có độ tinh khiết cao khi hàn titan?

Titan nóng chảy và hấp thụ oxy, nitơ và hydro rất nhanh. Những phần tử này tạo thành các pha cứng, giòn và nứt khi chịu tải. Che chắn bằng argon có độ tinh khiết 99,99% hoặc cao hơn sẽ ngăn chặn sự ô nhiễm trong khí quyển của mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt.

Q3. Ống hàn titan loại 2 có thể được sử dụng trong nước biển?

Đúng. Lớp 2 là một trong những vật liệu đáng tin cậy nhất cho dịch vụ nước biển. Nó có khả năng chống rỗ, ăn mòn kẽ hở và nứt ăn mòn ứng suất trong nước biển tự nhiên và được sử dụng rộng rãi trong các bộ trao đổi nhiệt nước biển, đường ống và thiết bị hàng hải.

Q4. Sự khác biệt giữa ASTM B861 và B862 là gì?

ASTM B861 bao gồm ống titan và hợp kim titan liền mạch, trong khi ASTM B862 bao gồm ống hàn. Cả hai đều có chung ký hiệu cấp độ cũng như các yêu cầu cơ học và hóa học đối với kim loại cơ bản; sự khác biệt là quá trình sản xuất.

Q5. Titan lớp 2 có từ tính không?

Không. Titan và các hợp kim của nó về cơ bản là không có từ tính (thuận từ), điều này khiến chúng hữu ích trong các ứng dụng thiết bị đo đạc, y tế và hàng hải, những nơi phải tránh nhiễu từ tính.

Q6. Kim loại phụ nào được sử dụng để hàn ống cấp 2?

Dây hàn ERTi-2, được phân loại theo AWS A5.16, thường được sử dụng sao cho kim loại mối hàn phù hợp với các đặc tính cơ học và khả năng chống ăn mòn của vật liệu cơ bản Cấp 2.