Menú de contenido
● Placa de titanio de grado 2 frente a grado 12: diferencias clave
● Por qué se considera el grado 12 para la corrosión en grietas por cloruro caliente
● Grado 2: una opción práctica para ubicaciones adecuadas de DGF
● La resistencia a la corrosión del titanio tiene límites: la película pasiva importa
● Grado 7 y otros grados de titanio resistentes a la corrosión
● Soldadura Grado 2 y Grado 12: evaluar toda la unión
● Captación de hidrógeno: incluye condiciones de limpieza y parada.
● Un flujo de trabajo práctico de selección de materiales para torres FGD
>> 1. Divida el sistema en zonas de servicio.
>> 2. Definir condiciones normales y alteradas.
>> 3. Evaluación de Grado 2, Grado 12 y alternativas
>> 4. Revisar juntos el código de placa, soldaduras, conformado y diseño.
>> 5. Especificar el paquete de compra
● Costo del ciclo de vida: compare la solución instalada, no solo el precio de la placa
● Preguntas frecuentes
>> ¿El grado 12 es siempre mejor que el grado 2 para las torres FGD?
>> ¿Cuánto mayor es la resistencia mínima a la tracción del Grado 12?
>> ¿El menor alargamiento del Grado 12 afecta el conformado?
>> ¿Por qué un diseñador podría elegir el grado 7?
>> ¿Se puede utilizar la resistencia mínima a la tracción como tensión permitida de diseño?
>> ¿Qué se debe comprobar antes de pedir una placa de titanio?
● Referencias
Seleccionar placas de titanio para torres de desulfuración significa hacer coincidir la aleación con la química, la temperatura y la geometría de cada zona de servicio. El titanio de grado 2 (UNS R50400) es titanio comercialmente puro, valorado por su formabilidad y su práctica de fabricación establecida. El titanio de grado 12 (UNS R53400), nominalmente Ti-0,3Mo-0,8Ni , tiene una resistencia mínima más alta y está destinado a mejorar la resistencia a la corrosión por grietas en servicio de cloruro caliente. TIMET describe el Grado 12 como más fuerte que el Grado 2, con una mejora significativa en la resistencia a la corrosión por grietas en salmueras calientes. [firmetal ]
Estas diferencias son importantes en los equipos de desulfuración húmeda de gases de combustión (FGD). Los cloruros, los depósitos, las grietas, las soluciones de limpieza y las condiciones de apagado pueden variar en una sola torre. Esta guía compara los grados, explica dónde el Grado 12 merece una consideración particular y describe lo que los ingenieros, fabricantes y compradores deben especificar.
> Nota de ingeniería: Los valores mecánicos siguientes son mínimos de referencia, no tensiones permitidas de diseño. Confirme el estándar y la edición del producto aplicable, la forma del producto, el espesor, el informe de prueba de material certificado y los requisitos del código de construcción antes del diseño o la adquisición.
Placa de titanio de grado 2 frente a grado 12: diferencias clave
| Factor |
Grado 2 (UNS R50400) |
Grado 12 (UNS R53400) |
| tipo de material |
Titanio comercialmente puro |
Aleación de titanio, nominalmente Ti-0.3Mo-0.8Ni |
| Resistencia mínima a la tracción, referencia |
345 MPa (50 ksi) |
483 MPa (70 ksi) |
| Límite elástico mínimo del 0,2%, referencia |
275 MPa (40 ksi) |
345 MPa (50 ksi) |
| Alargamiento mínimo, referencia |
20% |
18% |
| Ventaja de selección principal |
Formabilidad y práctica de fabricación establecida. |
Mayor resistencia y resistencia mejorada a la corrosión por grietas en salmueras calientes en comparación con el titanio sin alear firmetal |
| Enfoque de detección de DGF |
Servicio oxidante o casi neutro adecuado, sujeto a revisión de corrosión |
Zonas, grietas y depósitos de cloruro caliente que justifican una evaluación detallada de la corrosión. |
| Consideración de fabricación |
Calificar los procedimientos de conformado y soldadura del componente. |
Tenga en cuenta un alargamiento ligeramente menor y califique los procedimientos de conformado y soldadura. |
La resistencia a la tracción mínima de Grado 12 que se muestra aquí es aproximadamente un 40 % mayor que la resistencia mínima de referencia del Grado 2. Su alargamiento mínimo es dos puntos porcentuales menor: 18% frente a 20%. Esa diferencia no determina la conformabilidad por sí sola, pero debe considerarse al establecer radios de curvatura, procedimientos de laminado y conformado de cabezas, límites de trabajo en frío y controles de recuperación elástica.
Estos valores son mínimos de referencia y no deben usarse como tensiones permitidas . Los valores de diseño reales dependen de las especificaciones del producto, la forma y el espesor, la temperatura y el código de construcción aplicables. Para componentes que retienen presión, utilice la tensión de diseño especificada por el código vigente.
Por qué se considera el grado 12 para la corrosión en grietas por cloruro caliente
La distinción clave del grado 12 es su aleación con molibdeno y níquel. Su composición nominal se escribe comúnmente Ti-0.3Mo-0.8Ni . Algunos productores invierten el orden de los elementos en su nombre descriptivo, escribiendo Ti-0.8Ni-0.3Mo; la designación nominal de la aleación y la química certificada deben confirmarse en los documentos de compra. [firmetal ] [titanio aliado ]
El grado 12 es un fuerte candidato para la revisión de ingeniería cuando un componente FGD combina temperatura elevada, líquido que contiene cloruro y geometría o depósitos que forman grietas. Las áreas a evaluar incluyen interfaces atornilladas o bridadas, ubicaciones debajo de sólidos acumulados y zonas líquidas donde puede ocurrir concentración de cloruro.
Dos factores locales importantes son la concentración de cloruro y el agotamiento de oxígeno en espacios restringidos. Pueden hacer que la química debajo de los depósitos o dentro de las grietas difiera de la del líquido a granel. TIMET describe la resistencia mejorada del Grado 12 a la corrosión por grietas en salmueras calientes, pero esto no establece una garantía universal de vida útil para todos los procesos de DGC. [firmetal ]
El caso más sólido a favor del Grado 12 es el servicio de cloruro caliente, donde las grietas, los depósitos o el flujo restringido son preocupaciones creíbles . La idoneidad aún depende del pH, la temperatura, las condiciones redox, la geometría y el historial de exposición. Para ambientes fuertemente ácidos o reductores, obtenga datos de corrosión aplicables al proceso real en lugar de asumir que el Grado 12 es la mejor opción.
Grado 2: una opción práctica para ubicaciones adecuadas de DGF
El grado 2 sigue siendo una opción práctica de placa de titanio cuando su resistencia y rendimiento contra la corrosión cumplen con los requisitos del componente. Sus conocidas rutas de formado y fabricación pueden resultar útiles para estructuras de placas grandes, revestimientos y piezas fabricadas.
Para aplicaciones FGD, se puede considerar el Grado 2 en ubicaciones con una química adecuada, depósitos y grietas controlados y condiciones de proceso respaldadas por una revisión de la corrosión. No se debe seleccionar sólo porque otra parte de la misma torre utiliza titanio. La entrada, el absorbente, el conducto de salida y el revestimiento de la chimenea pueden experimentar diferentes temperaturas, exposición a líquidos y depósitos.
Una selección de Grado 2 bien respaldada debe incluir la química y la temperatura del proceso documentadas, un diseño de componentes que evite espacios estancados innecesarios, procedimientos calificados de fabricación de titanio y una especificación de compra que defina el grado, las dimensiones, la inspección y la trazabilidad.
La resistencia a la corrosión del titanio tiene límites: la película pasiva importa
La resistencia a la corrosión del titanio depende de una película protectora pasiva de óxido. Funciona bien en muchos ambientes oxidantes, pero no es resistente a la corrosión. Las condiciones reductoras y algunos ambientes ácidos pueden desafiar la pasividad del titanio.
Para los equipos FGD, la revisión del material debe cubrir más que el funcionamiento normal. Incluya condiciones de limpieza, apagado y alteración que podrían cambiar la química local. Documente las soluciones de limpieza, incluida la limpieza con ácidos orgánicos cuando se utilicen, condiciones reductoras o de baja oxidación, exposición a líquidos estancados y concentración local de cloruro debajo de depósitos o dentro de grietas.
Cuando estas condiciones sean creíbles, involucre a un especialista en corrosión y considere realizar pruebas representativas. La etiqueta amplia 'servicio DGC húmedo' no es suficiente para establecer la idoneidad de cualquiera de los grados.
Grado 7 y otros grados de titanio resistentes a la corrosión
El grado 12 no es la única opción cuando la resistencia a la corrosión en grietas es importante. El grado 7 (UNS R52400) es un grado de titanio que contiene paladio y puede considerarse para servicios corrosivos cuando su rendimiento está respaldado por datos relevantes. [titanmf ]
La distinción práctica es que el Grado 12 se considera por una combinación de mayor resistencia y mejor rendimiento contra la corrosión en grietas en salmueras calientes , mientras que el Grado 7 se considera por sus características de resistencia a la corrosión. No seleccione el Grado 7 esperando mayor resistencia que el Grado 2; Confirme las propiedades mecánicas y la química de la aleación con las especificaciones del producto aplicables y el informe de prueba certificado.
Los grados que contienen paladio pueden conllevar un sobreprecio. Cuando sea creíble un servicio de cloruro fuertemente ácido o reductor, compare Grado 7, Grado 12 y otros candidatos adecuados utilizando datos relevantes a la química, temperatura y geometría reales de los componentes. La elección correcta depende de las condiciones del servicio, la fabricación, la disponibilidad y el costo del ciclo de vida, no solo del nombre del grado.
Soldadura Grado 2 y Grado 12: evaluar toda la unión
La selección de un grado de placa no determina el rendimiento frente a la corrosión de un componente fabricado. Los ingenieros deben considerar el metal de soldadura y la zona afectada por el calor, así como la placa base . La soldadura de titanio requiere procedimientos cualificados y un blindaje eficaz contra la contaminación atmosférica mientras el metal está caliente.
Para el Grado 12, identifique el grado del metal base en los documentos de fabricación y haga que el ingeniero de soldadura apruebe el metal de aportación y el procedimiento para el diseño de la junta, el espesor y el entorno de servicio. No asuma que un relleno usado para Grado 2 es automáticamente apropiado para Grado 12, o que un relleno nominalmente coincidente por sí solo demuestra que una junta es adecuada.
Antes de la fabricación, acuerde la calificación del procedimiento, los controles de protección y limpieza, los criterios de inspección, la aceptación de la reparación y cualquier evaluación de la corrosión de las soldaduras específica del proyecto.
Captación de hidrógeno: incluye condiciones de limpieza y parada.
El titanio puede absorber hidrógeno en determinados entornos. La absorción excesiva de hidrógeno puede provocar la formación de hidruros y una ductilidad reducida. Para los equipos FGD, evalúe vías creíbles de generación o captación de hidrógeno en lugar de centrarse únicamente en la química de limpieza ácida.
Dependiendo del sistema, revise las soluciones reductoras o ácidas, la exposición al agua a alta temperatura o presión, la protección catódica y el contacto galvánico con otros metales. Los depósitos y grietas pueden crear condiciones locales diferentes a las del proceso en masa. El riesgo depende de la química, la temperatura, el potencial, el tiempo de exposición, el estrés y la condición del material.
No trate una sola temperatura, como 70°C, como un umbral universal para el daño del hidrógeno. Si la recolección de hidrógeno es creíble, documentarlo en la revisión de integridad de materiales y equipos y definir controles operativos, inspecciones o pruebas apropiadas con un especialista calificado.
Un flujo de trabajo práctico de selección de materiales para torres FGD
1. Divida el sistema en zonas de servicio.
Enumere las secciones de absorción, entrada y enfriamiento, conducto de salida, revestimiento de chimenea, soportes, conexiones y áreas de transición húmedo/seco. Para cada superficie, registre si entra en contacto con gas, condensado, lodo, depósitos, agua de lavado o solución de limpieza. Las condiciones pueden diferir sustancialmente de un lugar a otro.
2. Definir condiciones normales y alteradas.
Recopile la temperatura, el pH, la concentración de cloruro, las condiciones oxidantes o reductoras, el contenido de sólidos, los productos químicos de limpieza, las condiciones de arranque y apagado y la exposición a interrupciones. Identifique los datos faltantes y resuelva lagunas importantes antes de finalizar la especificación del material.
3. Evaluación de Grado 2, Grado 12 y alternativas
Utilice datos de proceso para determinar qué grados merecen una revisión de ingeniería. El grado 2 es un candidato donde su rendimiento y resistencia a la corrosión son adecuados. El grado 12 merece una evaluación particular para condiciones de cloruro caliente que involucran grietas o depósitos. Considere otros grados resistentes a la corrosión cuando la química justifique una comparación.
4. Revisar juntos el código de placa, soldaduras, conformado y diseño.
Establecer el espesor de la placa mediante cálculos estructurales y el código de construcción aplicable. Para las piezas que retienen presión, determine la tensión permitida a partir de las tablas de materiales y temperaturas del código vigente. No utilice la resistencia mínima a la tracción como sustituto de la tensión de diseño.
Incluya radios de conformado, límites de trabajo en frío, control de recuperación elástica, selección de relleno de soldadura, inspección y requisitos de reparación en la misma revisión.
5. Especificar el paquete de compra
Indique el grado, estándar y edición del producto, dimensiones y tolerancias, condición del producto, requisitos de superficie, alcance de la inspección, documentación de prueba, trazabilidad, marcado y embalaje. Exigir una certificación adecuada y mantener la trazabilidad si las placas se cortan o fabrican antes de la inspección final.
Costo del ciclo de vida: compare la solución instalada, no solo el precio de la placa
Una comparación sólida considera algo más que el precio por kilogramo. Incluya los costos de conformado y soldadura, inspección, acceso a la instalación, mantenimiento y las consecuencias de reemplazar un componente de difícil acceso.
Solicite a los proveedores cotizaciones con el mismo alcance: grado y estándar, dimensiones de la placa, inspección y documentación, trazabilidad, embalaje, entrega y cualquier soporte de fabricación. Compare la solución instalada y mantenible en lugar del precio del material únicamente. Un costo de material inicial más alto sólo puede justificarse cuando el caso de ingeniería lo respalda.
Preguntas frecuentes
¿El grado 12 es siempre mejor que el grado 2 para las torres FGD?
No. El grado 12 tiene una resistencia mínima de referencia más alta y es un fuerte candidato para problemas de corrosión en grietas por cloruro caliente. El grado 2 puede ser apropiado cuando la química y el diseño de los componentes lo respaldan. La selección depende de la zona de servicio específica, no del nombre de la torre.
¿Cuánto mayor es la resistencia mínima a la tracción del Grado 12?
Los mínimos de referencia en esta comparación son 483 MPa para el Grado 12 y 345 MPa para el Grado 2, aproximadamente una diferencia del 40%. Confirme los valores con la edición de la especificación aplicable, la forma del producto, el espesor y el informe de prueba certificado antes de usarlos en la adquisición o el diseño.
¿El menor alargamiento del Grado 12 afecta el conformado?
Puede afectar la calificación del proceso de formación. El alargamiento mínimo de referencia es del 18 % para el Grado 12 frente al 20 % para el Grado 2. Establezca los radios de conformado, los límites de trabajo en frío y los controles de recuperación elástica según el espesor real de la placa, la geometría y el proceso calificado del fabricante.
¿Por qué un diseñador podría elegir el grado 7?
El grado 7 es un grado de titanio con paladio considerado para requisitos de resistencia a la corrosión. No se selecciona como un sustituto de mayor resistencia para el Grado 2. Compárelo con el Grado 12 utilizando evidencia de corrosión específica del servicio, requisitos del producto y costo total.
¿Se puede utilizar la resistencia mínima a la tracción como tensión permitida de diseño?
No. Los mínimos de tracción y fluencia son propiedades de aceptación del material, no tensiones permitidas de diseño. Utilice los valores del código de construcción aplicables para el material, la temperatura, el espesor y el diseño del componente.
¿Qué se debe comprobar antes de pedir una placa de titanio?
Especifique grado, estándar y edición, dimensiones y tolerancias, documentación de inspección y prueba, requisitos de superficie, trazabilidad, marcado y embalaje. Para piezas fabricadas, defina también procedimientos calificados de conformado y soldadura, selección de relleno y requisitos de inspección.
Referencias
1. TIMET, 'TIMETAL® Grado 12'. Hoja de datos del fabricante que describe la composición del Grado 12, su mayor resistencia que el Grado 2 y su rendimiento frente a la corrosión por grietas en salmuera caliente. [Abrir hoja de datos ].
2. Allied Titanium, Libro de especificaciones (2005) , composición de grado 12 y extracto mínimo de propiedad de tracción. Utilice el estándar de producto vigente y el informe de prueba de material certificado para adquisiciones y diseño. [Abrir documento ].
3. TITAN Metal Fabricators, Folleto técnico sobre titanio. Información general sobre el comportamiento de corrosión de las aleaciones de titanio. Confirme los datos específicos del grado con la especificación del material aplicable y la hoja de datos del fabricante. [Folleto abierto ].
