Izbor i poređenje klase titana za električne cijevi za grijanje — TA1, TA2 i legure titana

Materijali od titana nisu jednoklasni. Prema razlici u sadržaju nečistoća i legirajućim elementima, titan se može podijeliti na industrijski čisti titan i razne legure titana, s različitim mehaničkim svojstvima, otpornošću na koroziju i performansama obrade. Za cijevi za grijanje od titana, najčešće korištene klase su TA1 i TA2 industrijski čisti titanijum, a u nekim posebnim prilikama koriste se legure titana kao što je TC4. Razumijevanje razlika u performansama različitih vrsta titanijuma pomaže u odabiru najprikladnijeg materijala u skladu sa stvarnim radnim uvjetima.

Industrijski čisti titanijum je najrasprostranjenija kategorija za grejne cevi. Prema sadržaju nečistoća kao što su gvožđe, kiseonik i azot, industrijski čisti titanijum se deli na različite razrede. Domaći standard TA1 i TA2 odgovaraju međunarodnom stepenu 1, odnosno 2. Što je niži broj, to je veća čistoća, bolja je plastičnost i otpornost na koroziju, ali je niža čvrstoća. TA1 (Grade 1) ima najveću čistoću, najbolju duktilnost i performanse štancanja, te se lako savija i oblikuje. Pogodan je za grijanje cijevi složenih oblika i mnogih procesa savijanja. Njegova otpornost na koroziju je takođe najbolja među industrijskim čistim titanijumom, ali je njegova čvrstoća relativno niska.

TA2 (Grade 2) je najčešće korišćena vrsta titanijumskih grejnih cevi, a takođe je i tačka ravnoteže sveobuhvatnih performansi. U poređenju sa TA1, TA2 ima nešto veći sadržaj nečistoća, veću čvrstoću i tvrdoću i može izdržati veći pritisak i strujanje. Otpornost na koroziju je nešto niža od TA1, ali je razlika vrlo mala u većini korozivnih okruženja, što je potpuno dovoljno za konvencionalne primjene morske vode i kemikalija. Zbog svoje uravnotežene čvrstoće, otpornosti na koroziju i cijene, TA2 je postao poželjan materijal za većinu titanijskih cijevi za grijanje i cijevi za izmjenu topline.

Legure titana kao što je TC4 (Ti-6Al-4V, Grade 5) se rijetko koriste u konvencionalnim cijevima za grijanje. TC4 je legura titana tipa +, čija je čvrstoća skoro dvostruko veća od čistog titanijuma, i može izdržati veći pritisak i mehaničko opterećenje. Međutim, otpornost na koroziju TC4 je nešto niža od one kod industrijskog čistog titana u nekim medijima, a proces zavarivanja je teži i cijena je veća. Cijevi za grijanje od legure titanijuma se obično koriste samo u posebnim prilikama sa visokim pritiskom i zahtjevima visoke čvrstoće, kao što su oprema za duboko more i sistemi za izmjenu topline pod visokim pritiskom.

Što se tiče otpornosti na koroziju, industrijski čisti titanijum je generalno bolji od legura titanijuma u većini hemijskih okruženja. Dodavanje legirajućih elemenata poboljšava čvrstoću, ali može smanjiti stabilnost pasivnog filma u nekim specifičnim medijima. U morskoj vodi, razrijeđenoj dušičnoj kiselini, hromnoj kiselini i drugim medijima, TA1 i TA2 imaju gotovo iste odlične performanse; u reducirajućim kiselinama kao što su hlorovodonična i sumporna kiselina, TA1 visoke{4}}čistoće ima nešto bolje performanse. Za okruženja sa jakom korozijom, preporučuje se prvo korištenje TA1 kako bi se postigla najbolja otpornost na koroziju.

U smislu obrade i proizvodnje, TA1 ima dobru plastičnost i lako se savija, širi i zavari; TA2 ima umjerenu plastičnost i također može zadovoljiti zahtjeve obrade konvencionalnih cijevi za grijanje; TC4 titanijumska legura ima lošu plastičnost na sobnoj temperaturi, zahteva vruću obradu, a zahtevi procesa zavarivanja su takođe veći.

Tabela 2 Poređenje performansi uobičajenih vrsta titanijuma za cijevi za grijanje

表格

Razuman izbor titanijumskih klasa prema stvarnim radnim uslovima može postići najbolju ravnotežu između performansi i cene titanijumskih grejnih cevi.