Menù Contenuto

● Placca in titanio grado 2 vs. grado 12: differenze fondamentali

● Perché il grado 12 è considerato per la corrosione interstiziale da cloruro caldo

● Grado 2: una scelta pratica per luoghi FGD idonei

● La resistenza alla corrosione del titanio ha dei limiti: il film passivo conta

● Grado 7 e altri gradi di titanio resistenti alla corrosione

● Saldatura Grado 2 e Grado 12: valutare l'intero giunto

● Raccolta dell'idrogeno: include le condizioni di pulizia e spegnimento

● Un pratico flusso di lavoro per la selezione dei materiali per le torri FGD

>> 1. Dividere il sistema in zone di servizio

>> 2. Definire le condizioni normali e sconvolte

>> 3. Screening Grado 2, Grado 12 e alternative

>> 4. Esaminare insieme piastra, saldature, formatura e codice di progettazione

>> 5. Specificare il pacchetto di acquisto

● Costo del ciclo di vita: confronta la soluzione installata, non solo il prezzo delle lastre

● Domande frequenti

>> Il Grado 12 è sempre migliore del Grado 2 per le torri FGD?

>> Quanto è più alta la resistenza alla trazione minima del Grado 12?

>> Il minore allungamento del Grado 12 influisce sulla formatura?

>> Perché un designer potrebbe invece scegliere il Grado 7?

>> È possibile utilizzare la resistenza a trazione minima come sollecitazione ammissibile di progettazione?

>> Cosa bisogna controllare prima di ordinare una placca in titanio?

● Riferimenti

Selezionare le piastre in titanio per le torri di desolforazione significa abbinare la lega alla chimica, alla temperatura e alla geometria di ciascuna zona di servizio. Il titanio di grado 2 (UNS R50400) è titanio commercialmente puro, apprezzato per la formabilità e la pratica di fabbricazione consolidata. Il titanio di grado 12 (UNS R53400), nominalmente Ti-0,3Mo-0,8Ni , ha una resistenza minima più elevata ed è destinato a migliorare la resistenza alla corrosione interstiziale nel servizio con cloruro caldo. TIMET descrive il Grado 12 come più resistente del Grado 2, con un miglioramento significativo nella resistenza alla corrosione interstiziale nelle salamoie calde. [firmetale ]

Queste differenze sono importanti nelle apparecchiature di desolforazione dei gas di scarico umidi (FGD). Cloruri, depositi, fessure, soluzioni detergenti e condizioni di spegnimento possono variare all'interno di una singola torre. Questa guida confronta i gradi, spiega dove il Grado 12 merita particolare considerazione e delinea cosa dovrebbero specificare ingegneri, produttori e acquirenti.

> Nota tecnica: i valori meccanici riportati di seguito sono minimi di riferimento, non sollecitazioni ammissibili di progettazione. Confermare lo standard e l'edizione del prodotto applicabile, la forma del prodotto, lo spessore, il rapporto di prova del materiale certificato e i requisiti del codice di costruzione prima della progettazione o dell'approvvigionamento.

Placca in titanio di grado 2 rispetto a quella di grado 12: differenze principali

Fattore	Grado 2 (UNS R50400)	Grado 12 (UNS R53400)
Tipo di materiale	Titanio commercialmente puro	Lega di titanio, nominalmente Ti-0.3Mo-0.8Ni
Resistenza alla trazione minima, riferimento	345 MPa (50 ksi)	483 MPa (70 ksi)
Carico di snervamento minimo 0,2%, riferimento	275 MPa (40 ksi)	345 MPa (50 ksi)
Allungamento minimo, riferimento	20%	18%
Vantaggio della selezione principale	Formabilità e pratica di fabbricazione consolidata	Maggiore robustezza e migliore resistenza alla corrosione interstiziale nelle salamoie calde rispetto al titanio non legato firmetale
Focus dello screening FGD	Servizio ossidante o quasi neutro adatto, soggetto a revisione della corrosione	Zone calde di cloruro, fessure e depositi che richiedono una valutazione dettagliata della corrosione
Considerazione sulla produzione	Qualificare le procedure di formatura e saldatura del componente	Considerano un allungamento leggermente inferiore e qualificano le procedure di formatura e saldatura

La resistenza alla trazione minima del Grado 12 qui mostrata è superiore di circa il 40% rispetto al minimo di riferimento del Grado 2. Il suo allungamento minimo è inferiore di due punti percentuali : 18% contro 20%. Questa differenza non determina di per sé la formabilità, ma dovrebbe essere presa in considerazione quando si impostano i raggi di piegatura, le procedure di laminazione e di formatura della testa, i limiti di lavorazione a freddo e i controlli del ritorno elastico.

Questi valori sono minimi di riferimento e non devono essere utilizzati come sollecitazioni ammissibili . I valori di progettazione effettivi dipendono dalle specifiche del prodotto applicabili, dalla forma e dallo spessore, dalla temperatura e dal codice di costruzione. Per i componenti di mantenimento della pressione, utilizzare la sollecitazione di progetto specificata dalla normativa vigente.

Perché il grado 12 è considerato per la corrosione interstiziale da cloruro caldo

La caratteristica principale del grado 12 è la sua lega con molibdeno e nichel. La sua composizione nominale è comunemente scritta Ti-0.3Mo-0.8Ni . Alcuni produttori invertono l'ordine degli elementi nel loro nome descrittivo, scrivendo Ti-0.8Ni-0.3Mo; la designazione nominale della lega e la chimica certificata devono essere confermate nei documenti di acquisto. [firmetale ] [titanio alleato ]

Il grado 12 è un ottimo candidato per la revisione ingegneristica quando un componente FGD combina temperatura elevata, liquido contenente cloruro e geometria o depositi che formano fessure. Le aree da valutare includono interfacce imbullonate o flangiate, posizioni sotto i solidi accumulati e zone liquide in cui può verificarsi la concentrazione di cloruro.

Due importanti fattori locali sono la concentrazione di cloruro e la carenza di ossigeno in spazi ristretti. Possono far sì che la chimica sotto i depositi o all'interno delle fessure differisca da quella del liquido sfuso. TIMET descrive la migliore resistenza del Grado 12 alla corrosione interstiziale nelle salamoie calde, ma ciò non stabilisce una garanzia universale di durata di servizio per ogni processo FGD. [firmetale ]

Il caso più forte a favore del Grado 12 è il servizio con cloruro caldo in cui fessure, depositi o flusso limitato sono preoccupazioni credibili . L'idoneità dipende ancora dal pH, dalla temperatura, dalle condizioni redox, dalla geometria e dalla storia dell'esposizione. Per ambienti fortemente acidi o riducenti, ottenere dati sulla corrosione applicabili al processo reale anziché presumere che il Grado 12 sia la scelta migliore.

Grado 2: una scelta pratica per luoghi FGD idonei

Il grado 2 rimane un'opzione pratica per la piastra in titanio quando la sua resistenza e le prestazioni alla corrosione soddisfano i requisiti del componente. I suoi percorsi familiari di formatura e fabbricazione possono essere utili per strutture di piastre di grandi dimensioni, rivestimenti e parti fabbricate.

Per le applicazioni FGD, il Grado 2 può essere preso in considerazione in luoghi con prodotti chimici adeguati, depositi e fessure controllati e condizioni di processo supportate da un'analisi della corrosione. Non dovrebbe essere selezionato solo perché un'altra parte della stessa torre utilizza il titanio. L'ingresso, l'assorbitore, il condotto di uscita e il rivestimento dello stack possono essere soggetti a temperature diverse, esposizione ai liquidi e depositi.

Una selezione di Grado 2 ben supportata dovrebbe includere chimica di processo e temperatura documentate, una progettazione dei componenti che eviti inutili spazi stagnanti, procedure qualificate di fabbricazione del titanio e una specifica di acquisto che definisca grado, dimensioni, ispezione e tracciabilità.

La resistenza alla corrosione del titanio ha dei limiti: il film passivo conta

La resistenza alla corrosione del titanio dipende da una pellicola protettiva di ossido passivo. Funziona bene in molti ambienti ossidanti, ma non è resistente alla corrosione. Condizioni riducenti e alcuni ambienti acidi possono mettere alla prova la passività del titanio.

Per le apparecchiature FGD, la revisione del materiale dovrebbe coprire qualcosa di più del normale funzionamento. Includere condizioni di pulizia, chiusura e sconvolgimento che potrebbero modificare la chimica locale. Documentare le soluzioni detergenti, inclusa la pulizia con acido organico, ove utilizzato, condizioni di riduzione o basso livello di ossidazione, esposizione a liquidi stagnanti e concentrazione locale di cloruro sotto depositi o all'interno di fessure.

Laddove queste condizioni siano credibili, coinvolgere uno specialista della corrosione e prendere in considerazione test rappresentativi. L'etichetta generica 'servizio FGD umido' non è sufficiente per stabilire l'idoneità di entrambi i tipi.

Grado 7 e altri gradi di titanio resistenti alla corrosione

Il grado 12 non è l’unica opzione quando è importante la resistenza alla corrosione interstiziale. Il grado 7 (UNS R52400) è un grado di titanio contenente palladio e può essere considerato per un servizio corrosivo laddove le sue prestazioni sono supportate da dati pertinenti. [titano ]

La distinzione pratica è che il Grado 12 è considerato per una combinazione di maggiore resistenza e migliori prestazioni di corrosione interstiziale nelle salamoie calde , mentre il Grado 7 è considerato per le sue caratteristiche di resistenza alla corrosione. Non selezionare il Grado 7 prevedendo una resistenza maggiore rispetto al Grado 2; confermare le proprietà meccaniche e la chimica della lega rispetto alle specifiche di prodotto applicabili e al rapporto di prova certificato.

I gradi contenenti palladio possono comportare un sovrapprezzo. Laddove sia credibile un servizio fortemente acido o riducente per cloruro, confrontare il Grado 7, il Grado 12 e altri candidati idonei utilizzando dati rilevanti per la chimica effettiva, la temperatura e la geometria del componente. La scelta giusta dipende dalle condizioni di servizio, dalla fabbricazione, dalla disponibilità e dal costo del ciclo di vita, non solo dal nome della qualità.

Saldatura Grado 2 e Grado 12: valutare l'intero giunto

La scelta del tipo di lamiera non determina le prestazioni di corrosione di un componente fabbricato. Gli ingegneri devono considerare il metallo saldato e la zona interessata dal calore, nonché la piastra madre . La saldatura del titanio richiede procedure qualificate e una protezione efficace contro la contaminazione atmosferica mentre il metallo è caldo.

Per il grado 12, identificare il grado del metallo di base nei documenti di fabbricazione e chiedere all'ingegnere di saldatura di approvare il metallo d'apporto e la procedura per la progettazione del giunto, lo spessore e l'ambiente di servizio. Non dare per scontato che un riempitivo utilizzato per il Grado 2 sia automaticamente appropriato per il Grado 12 o che un riempitivo nominalmente corrispondente da solo dimostri un giunto idoneo.

Prima della fabbricazione, concordare la qualificazione della procedura, i controlli di schermatura e pulizia, i criteri di ispezione, l'accettazione della riparazione e qualsiasi valutazione della corrosione delle saldature specifica del progetto.

Raccolta dell'idrogeno: include le condizioni di pulizia e spegnimento

Il titanio può assorbire l'idrogeno in determinati ambienti. Un eccessivo assorbimento di idrogeno può portare alla formazione di idruri e ad una ridotta duttilità. Per le apparecchiature FGD, valutare percorsi credibili di generazione o raccolta dell’idrogeno anziché concentrarsi solo sulla chimica di pulizia acida.

A seconda del sistema, rivedere le soluzioni riducenti o acide, l'esposizione all'acqua a temperatura elevata o ad alta pressione, la protezione catodica e il contatto galvanico con altri metalli. Depositi e fessure possono creare condizioni locali diverse dal processo di massa. Il rischio dipende dalla chimica, dalla temperatura, dal potenziale, dal tempo di esposizione, dallo stress e dalle condizioni del materiale.

Non considerare una singola temperatura, ad esempio 70°C, come soglia universale per il danno da idrogeno. Se la raccolta dell'idrogeno è credibile, documentarla nella revisione dell'integrità dei materiali e delle apparecchiature e definire controlli operativi, ispezioni o test appropriati con uno specialista qualificato.

Un pratico flusso di lavoro per la selezione dei materiali per le torri FGD

1. Dividere il sistema in zone di servizio

Elencare l'assorbitore, le sezioni di ingresso e di raffreddamento, il condotto di uscita, il rivestimento del camino, i supporti, i collegamenti e le aree di transizione umido/asciutto. Per ciascuna superficie, registrare se entra in contatto con gas, condensa, fanghi, depositi, acqua di lavaggio o soluzione detergente. Le condizioni possono differire sostanzialmente da un luogo all'altro.

2. Definire le condizioni normali e sconvolte

Raccogliere temperatura, pH, concentrazione di cloruri, condizioni ossidanti o riducenti, contenuto di solidi, prodotti chimici per la pulizia, condizioni di avvio e arresto ed esposizione alle interruzioni. Identifica i dati mancanti e risolvi le lacune importanti prima di finalizzare le specifiche del materiale.

3. Screening Grado 2, Grado 12 e alternative

Utilizzare i dati di processo per determinare quali gradi meritano una revisione ingegneristica. Il grado 2 è un candidato in cui le prestazioni e la resistenza alla corrosione sono adeguate. Il grado 12 merita una valutazione particolare per le condizioni di cloruro caldo che coinvolgono fessure o depositi. Considerare altri gradi resistenti alla corrosione quando la chimica giustifica il confronto.

4. Esaminare insieme piastra, saldature, formatura e codice di progettazione

Impostare lo spessore della piastra attraverso calcoli strutturali e il codice di costruzione applicabile. Per le parti che mantengono la pressione, determinare la sollecitazione ammissibile dalle tabelle dei materiali e delle temperature del codice in vigore. Non utilizzare la resistenza a trazione minima come sostituto della sollecitazione di progetto.

Includere nella stessa revisione i raggi di formatura, i limiti di lavorazione a freddo, il controllo del ritorno elastico, la selezione del materiale di apporto per saldatura, l'ispezione e i requisiti di riparazione.

5. Specificare il pacchetto di acquisto

Dichiarare il grado, lo standard e l'edizione del prodotto, le dimensioni e le tolleranze, le condizioni del prodotto, i requisiti della superficie, l'ambito di ispezione, la documentazione del test, la tracciabilità, la marcatura e l'imballaggio. Richiedere la certificazione adeguata e mantenere la tracciabilità se le piastre vengono tagliate o fabbricate prima dell'ispezione finale.

Costo del ciclo di vita: confronta la soluzione installata, non solo il prezzo delle lastre

Un valido confronto considera più del semplice prezzo al chilogrammo. Includere i costi di formatura e saldatura, ispezione, accesso all'installazione, manutenzione e le conseguenze della sostituzione di un componente difficile da raggiungere.

Chiedi ai fornitori di quotare per lo stesso ambito: qualità e standard, dimensioni della piastra, ispezione e documentazione, tracciabilità, imballaggio, consegna e qualsiasi supporto per la fabbricazione. Confronta la soluzione installata e manutenibile piuttosto che il solo prezzo del materiale. Un costo iniziale del materiale più elevato può essere giustificato solo quando il caso ingegneristico lo supporta.

Domande frequenti

Il Grado 12 è sempre migliore del Grado 2 per le torri FGD?

No. Il grado 12 ha una resistenza minima di riferimento più elevata ed è un forte candidato per i problemi di corrosione interstiziale da cloruro caldo. Il grado 2 può essere appropriato laddove la chimica e la progettazione dei componenti lo supportano. La selezione dipende dalla zona di servizio specifica, non dal nome della torre.

Quanto è più alta la resistenza alla trazione minima del Grado 12?

I minimi di riferimento in questo confronto sono 483 MPa per il Grado 12 e 345 MPa per il Grado 2, una differenza di circa il 40%. Confermare i valori rispetto all'edizione delle specifiche applicabili, alla forma del prodotto, allo spessore e al rapporto di prova certificato prima di utilizzarli nell'approvvigionamento o nella progettazione.

Il minore allungamento del Grado 12 influisce sulla formatura?

Potrebbe influenzare la qualificazione del processo di formatura. L'allungamento minimo di riferimento è del 18% per il Grado 12 contro il 20% per il Grado 2. Impostare i raggi di formatura, i limiti di lavorazione a freddo e i controlli del ritorno elastico in base allo spessore effettivo della lamiera, alla geometria e al processo qualificato del produttore.

Perché un designer potrebbe invece scegliere il Grado 7?

Il grado 7 è un grado di titanio contenente palladio considerato per i requisiti di resistenza alla corrosione. Non è selezionato come sostituto a resistenza più elevata del Grado 2. Confrontarlo con il Grado 12 utilizzando prove di corrosione specifiche del servizio, requisiti del prodotto e costo totale.

È possibile utilizzare la resistenza a trazione minima come sollecitazione ammissibile di progettazione?

No. I minimi di trazione e snervamento sono proprietà di accettazione del materiale, non sollecitazioni ammissibili di progettazione. Utilizzare i valori dei codici di costruzione applicabili per il materiale, la temperatura, lo spessore e la progettazione dei componenti.

Cosa bisogna controllare prima di ordinare una placca in titanio?

Specificare qualità, standard ed edizione, dimensioni e tolleranze, documentazione di ispezione e test, requisiti di superficie, tracciabilità, marcatura e imballaggio. Per le parti fabbricate, definire anche procedure qualificate di formatura e saldatura, selezione del riempitivo e requisiti di ispezione.

Riferimenti

1. TIMET, 'TIMETAL® Grado 12.' Scheda tecnica del produttore che descrive la composizione del Grado 12, una resistenza superiore rispetto al Grado 2 e le prestazioni di corrosione interstiziale con salamoia calda. [Apri scheda tecnica ].

2. Allied Titanium, Specifiche Libro (2005) , composizione di Grado 12 ed estratto delle proprietà di trazione minima. Utilizzare l'attuale standard di prodotto in vigore e il rapporto di prova dei materiali certificati per l'approvvigionamento e la progettazione. [Apri documento ].

3. TITAN Metal Fabricators, Brochure tecnica sul titanio. Informazioni generali sul comportamento alla corrosione delle leghe di titanio. Confermare i dati specifici del grado rispetto alle specifiche del materiale applicabile e alla scheda tecnica del produttore. [Apri brochure ].