ASTM B338 グレード 2 とグレード 12 のチタンチューブ
| 仕様 | グレード 2 (UNS R50400) | グレード 12 (UNS R53400) |
|---|---|---|
| 卑金属 | 市販の純チタン | チタン+モリブデン+ニッケル |
| キー合金の追加 | なし (酸素が強度を制御します) | 0.2% – 0.4% モリブデン (Mo) + 0.6% – 0.9% ニッケル (Ni) |
| ASTM 指定 | UNS R50400 | UNS R53400 |
| 主な利点 | コスト効率が高く、延性があり、成形可能である- | 高強度+優れた耐隙間性 |
| 代表的な用途 | 海水冷却、熱交換器 | 化学処理、地熱、サワーガス |
グレード12チタンチューブGrade 2 のアップグレード バージョンです。20～30%高い強度そして耐隙間腐食性が大幅に向上モリブデンとニッケルの添加により。このため、グレード 2 が困難な高温塩化物環境や還元酸サービスに最適です。-
Grade 12 と Grade 2 の違いは何ですか?
化学組成の比較:
| 要素 | グレード 2 (最大 %) | グレード 12 (最大 %) | なぜそれが重要なのか |
|---|---|---|---|
| チタン | 残り(≒99.2%) | 残り（≈98.2%） | 卑金属;軽量で生体適合性があります。 |
| モリブデン(Mo) | - | 0.2 – 0.4% | 強度と耐孔食性が向上します。 |
| ニッケル(Ni) | - | 0.6 – 0.9% | 塩化物中での隙間腐食耐性を強化します。 |
| 酸素(O) | 0.25 | 0.25 | 強さをコントロールします。制限により延性が確保されます。 |
| 鉄(Fe) | 0.30 | 0.30 | 強度を高めます。溶接の完全性を管理します。 |
| カーボン(C) | 0.08 | 0.08 | 粒界腐食のリスクを制限します。 |
| 水素(H) | 0.015 | 0.015 | 脆化を防ぎます。 |
| 窒素(N) | 0.03 | 0.03 | 成形作業のための純度を維持します。 |
グレード 12 のモリブデン-ニッケルの組み合わせには 2 つの効果があります。初め、モリブデン塩化物環境における孔食や隙間腐食に対する合金の耐性が向上します。 2番、ニッケル還元酸に対する合金の耐性が向上し、不動態酸化膜の安定性が高まります。この二重作用メカニズムにより、グレード 12 は、商業的に純粋なグレードとグレード 5 のような高価なアルファ-ベータ合金との間の汎用性の高い中間合金となります。
グレード 12 チタンチューブはどれくらい強いですか?
機械的要件 (ASTM B338):
| 財産 | グレード 2 (R50400) | グレード 12 (R53400) | 実用的な影響 |
|---|---|---|---|
| 引張強さ(分) | 345 MPa (50 ksi) | 483 MPa (70 ksi) | 40% 強化-高い圧力定格。 |
| 降伏強さ(分) | 275 MPa (40 ksi) | 345 MPa (50 ksi) | 永久変形に対する耐性が 25% 向上しました。 |
| 伸び(分) | 20% | 20% | 曲げ加工、フレア加工ともに同等の成形性を実現。 |
| 硬度（HRB） | 最大80 | 最大90 | 若干硬いですが、それでも加工可能です。 |
| 密度 | 4.51 g/cm3 | 4.51 g/cm3 | 1メートルあたりの重さも同じです。 |
グレード 12 は非常に強力であるため、多くの場合、より薄い壁のチューブグレード 2 と比較して同じ圧力定格です。これにより、グレード 12 の高い原材料コストを部分的に相殺できるため、重量や材料の使用量が懸念される高圧用途にとって、より魅力的な選択肢となります。-
グレード 12 のチタンチューブがグレード 2 を上回る場合
| 環境 | グレード2チタンチューブ | グレード 12 チタンチューブ |
|---|---|---|
| 海水/塩化物(雰囲気) | 素晴らしい | 素晴らしい |
| Seawater / Chlorides (>80度） | 中程度（隙間のリスク） | 素晴らしい |
| 硝酸（酸化性） | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 塩酸（希） | 貧しい | 良好 (最大 2 ～ 3%) |
| 硫酸（希） | 貧しい | 良好 (最大 10 ～ 15%) |
| 高温-隙間腐食 | リスク | 高い耐性 |
| 応力腐食割れ | 耐性がある | 高い耐性 |
| 酸性ガス (H₂S + Cl⁻) | 限定 | 素晴らしい |
12 年生が厳しい環境で勝つ理由:
モリブデン塩化物の攻撃に対して不動態皮膜を安定させ、孔食の可能性を大幅に高めます。
ニッケル陰極改質を行い、還元酸環境での腐食速度を低減します (グレード 7 のパラジウムと同様)。
これらを組み合わせることで、非常に優れた性能を発揮する合金が作成されます。高温の塩水-, 酸っぱいガス、 そして希還元酸-グレード 2 が隙間腐食や均一な腐食を受ける環境。
コスト分析
コストの比較:
| 要素 | グレード 2 チューブ | グレード 12 チューブ |
|---|---|---|
| 原材料費 | ベース(Ti CP) | Ti + Mo + Ni (約 1.5 ～ 2 倍高価) |
| 通常価格プレミアム | 1x (ベースライン) | 1.5 倍から 2 倍高い |
| リードタイム | 2～4週間 | 3～6週間 |
| 可用性 | 高（普通株式） | 中程度（利用可能ですが一般的ではありません） |
プレミアムが正当化される場合:
塩化物-を含むプロセス流体では動作温度 > 80 度。
ガスケットやチューブシートの下の隙間腐食が懸念されます。
希薄な還元酸サービス (中程度の濃度までの HCl、H₂SO₄)。
H₂S と塩化物を含む酸性ガス環境。
肉厚と重量を軽減するためにより高い強度が必要な場合。
グレード 2 が正しい選択の場合:
常温海水または汽水冷却。
酸化酸サービス（硝酸、クロム）。
隙間や温度上昇の心配はありません。
-グレード 2 が適切に機能する、予算に制約のあるプロジェクト。
グレード 12 の肉厚最適化を含む二重見積もりを依頼してください。-
アプリケーションの適合性
ASTM B338 グレード 2 チタンチューブを指定する場合
海水冷却システム:沿岸発電所の復水器と冷却器。
塩素サービス:湿式塩素ガスの取り扱い。
硝酸プラント:酸化酸サービス。
建築用途:露出した構造チューブ。
油圧システム:周囲温度の流体ライン。
曲げ用途:-成形性が重要な U ベンドチューブ。
ASTM B338 グレード 12 チタンチューブを指定する場合
高温塩水:地熱発電所、深井戸注入システム。{0}}
サワーガスサービス:H₂S と塩化物を使用した石油とガスの生産。
希還元酸:高温での塩酸または硫酸の使用。
隙間-が発生しやすい状況:チューブシート、ガスケット付きジョイント、フランジ接続。
-高圧システム:グレード 12 の高い強度により、より薄い壁が可能になります。
肥料の生産:腐食速度が加速される尿素および硝酸アンモニウムのサービス。
12 年生と 7 年生
| 財産 | グレード2 | 12年生 | 7年生 |
|---|---|---|---|
| 強度 (UTS) | 345MPa | 483MPa（最高） | 345MPa |
| 耐酸性の低下 | 貧しい | 良い | 素晴らしい |
| 隙間腐食（高温） | 貧しい | 素晴らしい | 良い |
| コストプレミアム | 1x | 1.5x – 2x | 2.5x – 4x |
| ベストユース | 汎用 | 高温塩化物 | 強還元酸 |
調達の決定:
グレード 2 を選択します。低温、酸化性、または中性の環境。
グレード 12 を選択します。高温の塩化物塩水、酸性ガス、または高圧。
グレード 7 を選択します。あらゆる温度の強還元酸 (HCl、H2SO4)。
品質保証
両方のグレードの標準テストモジュール:
静水圧試験:100% のチューブが指定されたテスト圧力まで加圧され、最低 5 秒間保持され、漏れはありません。これにより、すべてのチューブの圧力の完全性が検証されます。
渦電流検査 (ECT):チューブ全長の自動化された非破壊検査により、孔食、かさぶた、亀裂などの表面および表面下の欠陥が検出されます。{0}{1}
化学分析:グレード 12 のモリブデンとニッケルを含むすべての合金元素を分光計で検証し、化学が ASTM 制限を満たしていることを確認します。{0}
平坦化テスト:延性と溶接の完全性 (特に溶接されたチューブの場合) を検証するために、リング サンプルを平らにします。
フレアリングテスト:マンドレルで管端を外径 1.5 倍に拡張し、管板拡張時の耐亀裂性を確認します。
工場の能力
工場のハイライト:
| 能力 | グレード2生産ライン | グレード 12 生産ライン |
|---|---|---|
| 製造方法 | 冷間ピルガリング / ストリップ溶接 | 冷間ピルガリング / ストリップ溶接 |
| 最大直径 | 6 インチ (シームレス) / 24 インチ (溶接) | 6 インチ (シームレス) / 24 インチ (溶接) |
| 肉厚範囲 | 0.015" – 0.250" | 0.020" – 0.250" |
| 熱処理 | 真空アニール | 真空アニール（冷却制御） |
| 月間容量 | 400トン | 120トン |
| 最低注文数量 | 500kg | 300kg |
梱包と発送
標準パッケージングモジュール:
個別のスリーブ:各チューブは、取り扱いや輸送中の傷を防ぐために、保護プラスチックスリーブに滑り込ませてあります。
エンドキャップのシーリング:両端は頑丈なプラスチックのプラグで覆われており、湿気、破片、異物の侵入を防ぎます。{0}
レイヤーの分離:チューブは合板の仕切りやフォームを挟んで層状に束ねられ、摩擦によるかじりを防ぎます。{0}}これはチタンにとって特に重要です。
スチール-フレームの木枠:重いチューブや長いチューブの場合は、フォークリフトで安全に扱えるよう、吊り上げ用のラグが付いた強化鋼フレームの木箱を使用しています。{0}
乾燥剤バッグ:海上貨物の結露を吸収するために、バンドル内に配置されます。{0}}
よくある質問
Q1: グレード 12 のチタン チューブは、あらゆる用途でグレード 2 の代わりに使用できますか?
A:はい、技術的には可能です。 12級は強度、耐食性に優れています。ただし、グレード 2 が完全に機能する環境 (周囲海水、硝酸など) では、1.5 倍から 2 倍のコスト割増が経済的に不当になります。
Q2: グレード 12 のモリブデンは溶接性に影響しますか?
A:いいえ、グレード 12 は適切なシールドを使用すれば簡単に溶接できます。ただし、必ず使用する必要がありますグレード 12 フィラーメタル溶接部の合金含有量を維持します。また、パス間の温度を 150 度未満に制御して、きめの細かい構造を維持します。-
Q3: グレード 12 チタンチューブの最高使用温度は何度ですか?
A:グレード 12 は、以下の継続的なサービスに適しています。315 度 (600 度 F)酸化雰囲気中で。塩化物環境では、グレード 2 が隙間攻撃を受ける温度 200 度 (華氏 392 度) まで良好に機能します。
Q4: グレード 12 チタン チューブは溶接形式で入手できますか?
A:はい。 ASTM B338 は、シームレス チューブと溶接グレード 12 チューブの両方を対象としています。溶接シームのモリブデンとニッケルの含有量は、溶加材の適切な選択と焼きなましによって維持されます。
Q5: Grade 2 ではなく、Grade 12 を取得したことを確認するにはどうすればよいですか?
A:ポータブル XRF 分析装置または分光計を使用して、モリブデン (0.2%-0.4%) とニッケル (0.6% ～ 0.9%) を確認します。また、ミル テスト証明書を確認してください。グレード 12 の UNS 番号は R53400、グレード 2 は R50400 です。
Q6: 高温海水冷却にはどのグレードが適していますか?{1}}
A: 12年生大幅に優れています。グレード 2 は、海水中で 80 度を超えると隙間腐食が発生します。グレード 12 のモリブデンとニッケルの含有量により、高温での隙間攻撃に対して優れた耐性が得られます。
Q7: グレード 12 はグレード 5 (Ti-6Al-4V) より強度が優れていますか?
A:いいえ、グレード 5 の強度ははるかに高くなります (950 MPa UTS)。ただし、グレード 12 はグレード 5 よりも成形性と溶接性が優れているため、曲げやフレアが必要なチューブの用途に適しています。
Q8: グレード 2 とグレード 12 のリードタイムの違いはどれくらいですか?
A:グレード 2 は通常、在庫があり、-2-4 週間のリードタイムでサポートされます。グレード 12 は受注生産となることが多く、-納期は 3～6 週間です。それに応じて調達スケジュールを計画してください。
