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● Placa de titânio Grau 2 vs. Grau 12: principais diferenças

● Por que o Grau 12 é considerado para corrosão em fendas por cloreto quente

● Grau 2: uma escolha prática para locais adequados para FGD

● A resistência à corrosão do titânio tem limites: o filme passivo é importante

● Grau 7 e outros graus de titânio resistentes à corrosão

● Soldagem Grau 2 e Grau 12: avalie toda a junta

● Captação de hidrogênio: inclui condições de limpeza e desligamento

● Um fluxo de trabalho prático de seleção de materiais para torres FGD

>> 1. Divida o sistema em zonas de serviço

>> 2. Defina condições normais e perturbadoras

>> 3. Tela Grau 2, Grau 12 e alternativas

>> 4. Revise o código da placa, das soldas, da conformação e do projeto juntos

>> 5. Especifique o pacote de compra

● Custo do ciclo de vida: compare a solução instalada, não apenas o preço da placa

● Perguntas frequentes

>> A nota 12 é sempre melhor que a nota 2 para torres FGD?

>> Quanto maior é a resistência à tração mínima do Grau 12?

>> O alongamento inferior da 12ª série afeta a formação?

>> Por que um designer escolheria a 7ª série?

>> A resistência à tração mínima pode ser usada como tensão admissível de projeto?

>> O que deve ser verificado antes de encomendar uma placa de titânio?

● Referências

Selecionar placas de titânio para torres de dessulfurização significa combinar a liga com a química, temperatura e geometria de cada zona de serviço. O titânio grau 2 (UNS R50400) é titânio comercialmente puro, valorizado pela sua conformabilidade e prática de fabricação estabelecida. O titânio grau 12 (UNS R53400), nominalmente Ti-0,3Mo-0,8Ni , tem maior resistência mínima e destina-se a melhorar a resistência à corrosão em frestas em serviços de cloreto a quente. A TIMET descreve o Grau 12 como mais forte que o Grau 2, com melhoria significativa na resistência à corrosão em fendas em salmouras quentes. [firmetal ]

Essas diferenças são importantes em equipamentos de dessulfuração úmida de gases de combustão (FGD). Cloretos, depósitos, fendas, soluções de limpeza e condições de desligamento podem variar em uma única torre. Este guia compara as classes, explica onde a nota 12 merece consideração especial e descreve o que engenheiros, fabricantes e compradores devem especificar.

> Nota de engenharia: Os valores mecânicos abaixo são mínimos de referência e não tensões admissíveis de projeto. Confirme o padrão e edição do produto aplicável, forma do produto, espessura, relatório de teste de material certificado e requisitos do código de construção antes do projeto ou aquisição.

Placa de titânio Grau 2 vs. Grau 12: principais diferenças

Fator	Grau 2 (UNS R50400)	Grau 12 (UNS R53400)
Tipo de material	Titânio comercialmente puro	Liga de titânio, nominalmente Ti-0,3Mo-0,8Ni
Resistência mínima à tração, referência	345 MPa (50 ksi)	483 MPa (70 ksi)
Limite de escoamento mínimo de 0,2%, referência	275 MPa (40 ksi)	345 MPa (50 ksi)
Alongamento mínimo, referência	20%	18%
Vantagem de seleção principal	Formabilidade e prática de fabricação estabelecida	Maior resistência e melhor resistência à corrosão em fendas em salmouras quentes versus titânio sem liga firmetal
Foco na triagem de FGD	Serviço oxidante adequado ou quase neutro, sujeito a revisão de corrosão	Zonas quentes de cloreto, fendas e depósitos que garantem uma avaliação detalhada da corrosão
Consideração de fabricação	Qualificar os procedimentos de conformação e soldagem do componente	Leve em conta o alongamento ligeiramente menor e qualifique os procedimentos de conformação e soldagem

A resistência à tração mínima do Grau 12 mostrada aqui é cerca de 40% maior que o mínimo de referência do Grau 2. Seu alongamento mínimo é dois pontos percentuais menor – 18% versus 20%. Essa diferença não determina a conformabilidade por si só, mas deve ser considerada ao definir raios de curvatura, procedimentos de laminação e formação de cabeça, limites de trabalho a frio e controles de retorno elástico.

Estes valores são mínimos de referência e não devem ser usados ​​como tensões admissíveis . Os valores reais do projeto dependem da especificação do produto aplicável, forma e espessura, temperatura e código de construção. Para componentes de retenção de pressão, use a tensão de projeto especificada pelo código aplicável.

Por que o Grau 12 é considerado para corrosão em fendas por cloreto quente

A principal distinção do grau 12 é sua liga com molibdênio e níquel. Sua composição nominal é comumente escrita Ti-0,3Mo-0,8Ni . Alguns produtores invertem a ordem dos elementos em seu nome descritivo, escrevendo Ti-0,8Ni-0,3Mo; a designação nominal da liga e a química certificada devem ser confirmadas nos documentos de compra. [firmetal ] [titânio aliado ]

O grau 12 é um forte candidato para revisão de engenharia quando um componente FGD combina temperatura elevada, líquido contendo cloreto e geometria ou depósitos formadores de fendas. As áreas a serem avaliadas incluem interfaces parafusadas ou flangeadas, locais abaixo de sólidos acumulados e zonas líquidas onde pode ocorrer concentração de cloreto.

Dois fatores locais importantes são a concentração de cloreto e a depleção de oxigênio em espaços restritos. Eles podem fazer com que a química abaixo dos depósitos ou dentro das fendas seja diferente da do líquido a granel. TIMET descreve a resistência aprimorada do Grau 12 à corrosão em frestas em salmouras quentes, mas isso não estabelece uma garantia universal de vida útil para todos os processos FGD. [firmetal ]

O argumento mais forte para o Grau 12 é o serviço de cloreto quente, onde fendas, depósitos ou fluxo restrito são preocupações credíveis . A adequação ainda depende do pH, temperatura, condições redox, geometria e histórico de exposição. Para ambientes fortemente ácidos ou redutores, obtenha dados de corrosão aplicáveis ​​ao processo real em vez de assumir que o Grau 12 é a melhor escolha.

Grau 2: uma escolha prática para locais adequados para FGD

O grau 2 continua sendo uma opção prática de placa de titânio quando sua resistência e desempenho contra corrosão atendem aos requisitos do componente. Suas conhecidas rotas de conformação e fabricação podem ser úteis para grandes estruturas de placas, revestimentos e peças fabricadas.

Para aplicações FGD, o Grau 2 pode ser considerado em locais com química adequada, depósitos e fissuras controlados e condições de processo apoiadas por uma revisão de corrosão. Não deve ser selecionado apenas porque outra parte da mesma torre utiliza titânio. A entrada, o absorvedor, o duto de saída e o revestimento da pilha podem sofrer diferentes temperaturas, exposição a líquidos e depósitos.

Uma seleção de Grau 2 bem apoiada deve incluir química e temperatura de processo documentadas, um projeto de componente que evite lacunas estagnadas desnecessárias, procedimentos qualificados de fabricação de titânio e uma especificação de compra definindo grau, dimensões, inspeção e rastreabilidade.

A resistência à corrosão do titânio tem limites: o filme passivo é importante

A resistência à corrosão do titânio depende de uma película protetora de óxido passivo. Apresenta bom desempenho em muitos ambientes oxidantes, mas não é à prova de corrosão. A redução das condições e alguns ambientes ácidos podem desafiar a passividade do titânio.

Para equipamentos FGD, a revisão do material deve abranger mais do que a operação normal. Inclua condições de limpeza, desligamento e perturbações que possam alterar a química local. Documente soluções de limpeza – incluindo limpeza com ácido orgânico, quando usado – condições de redução ou baixa oxidação, exposição a líquidos estagnados e concentração local de cloreto sob depósitos ou dentro de fendas.

Quando estas condições forem credíveis, envolva um especialista em corrosão e considere testes representativos. O amplo rótulo “serviço FGD úmido” não é suficiente para estabelecer a adequação de qualquer um dos tipos.

Grau 7 e outros graus de titânio resistentes à corrosão

O grau 12 não é a única opção quando a resistência à corrosão em fendas é importante. O grau 7 (UNS R52400) é um grau de titânio contendo paládio e pode ser considerado para serviços corrosivos onde seu desempenho é apoiado por dados relevantes. [titã ]

A distinção prática é que o Grau 12 é considerado por uma combinação de maior resistência e melhor desempenho contra corrosão em fendas em salmouras quentes , enquanto o Grau 7 é considerado por suas características de resistência à corrosão. Não selecione o Grau 7 esperando maior resistência do que o Grau 2; confirme as propriedades mecânicas e a química da liga em relação à especificação do produto aplicável e ao relatório de teste certificado.

As classes contendo paládio podem ter um custo adicional. Onde o serviço fortemente ácido ou com cloreto redutor for confiável, compare Grau 7, Grau 12 e outros candidatos adequados usando dados relevantes para a química real, temperatura e geometria do componente. A escolha certa depende das condições de serviço, fabricação, disponibilidade e custo do ciclo de vida – e não apenas do nome da classe.

Soldagem Grau 2 e Grau 12: avalie toda a junta

A seleção de um tipo de placa não determina o desempenho anticorrosivo de um componente fabricado. Os engenheiros devem considerar o metal de solda e a zona afetada pelo calor, bem como a placa base . A soldagem de titânio requer procedimentos qualificados e proteção eficaz contra a contaminação atmosférica enquanto o metal está quente.

Para o Grau 12, identifique o grau do metal base nos documentos de fabricação e peça ao engenheiro de soldagem que aprove o metal de adição e o procedimento para o projeto da junta, espessura e ambiente de serviço. Não presuma que um enchimento usado para o Grau 2 seja automaticamente apropriado para o Grau 12 – ou que um enchimento nominalmente correspondente por si só prova ser uma junta adequada.

Antes da fabricação, chegue a um acordo sobre a qualificação do procedimento, controles de blindagem e limpeza, critérios de inspeção, aceitação de reparos e qualquer avaliação de corrosão de soldagens específica do projeto.

Captação de hidrogênio: inclui condições de limpeza e desligamento

O titânio pode absorver hidrogênio em certos ambientes. A absorção excessiva de hidrogênio pode levar à formação de hidreto e à redução da ductilidade. Para equipamentos FGD, avalie caminhos confiáveis ​​de geração ou captação de hidrogênio, em vez de focar apenas em produtos químicos de limpeza ácidos.

Dependendo do sistema, revise soluções redutoras ou ácidas, exposição à água em temperatura elevada ou alta pressão, proteção catódica e contato galvânico com outros metais. Depósitos e fendas podem criar condições locais diferentes do processo em massa. O risco depende da química, temperatura, potencial, tempo de exposição, estresse e condição do material.

Não trate uma única temperatura – como 70°C – como um limite universal para danos causados ​​pelo hidrogénio. Se a coleta de hidrogênio for confiável, documente-a na revisão de integridade de materiais e equipamentos e defina controles operacionais, inspeção ou testes apropriados com um especialista qualificado.

Um fluxo de trabalho prático de seleção de materiais para torres FGD

1. Divida o sistema em zonas de serviço

Liste o absorvedor, as seções de entrada e resfriamento, o duto de saída, o revestimento da pilha, os suportes, as conexões e as áreas de transição úmida/seca. Para cada superfície, registre se ela entra em contato com gás, condensado, lama, depósitos, água de lavagem ou solução de limpeza. As condições podem diferir substancialmente de um local para outro.

2. Defina condições normais e perturbadoras

Colete temperatura, pH, concentração de cloreto, condições de oxidação ou redução, conteúdo de sólidos, produtos químicos de limpeza, condições de inicialização e desligamento e exposição a interrupções. Identifique dados faltantes e resolva lacunas importantes antes de finalizar a especificação do material.

3. Tela Grau 2, Grau 12 e alternativas

Use dados de processo para determinar quais classes merecem revisão de engenharia. O grau 2 é um candidato onde seu desempenho e resistência à corrosão são adequados. O grau 12 merece avaliação especial para condições de cloreto quente envolvendo fissuras ou depósitos. Considere outras classes resistentes à corrosão quando a química justificar a comparação.

4. Revise o código da placa, das soldas, da conformação e do projeto juntos

Defina a espessura da placa através de cálculos estruturais e do código de construção aplicável. Para peças que retêm pressão, determine a tensão admissível a partir das tabelas de materiais e temperaturas do código aplicável. Não use a resistência à tração mínima como substituto da tensão de projeto.

Inclua raios de formação, limites de trabalho a frio, controle de retorno elástico, seleção de enchimento de solda, inspeção e requisitos de reparo na mesma revisão.

5. Especifique o pacote de compra

Indique a classe, o padrão e a edição do produto, as dimensões e tolerâncias, a condição do produto, os requisitos de superfície, o escopo da inspeção, a documentação do teste, a rastreabilidade, a marcação e a embalagem. Exigir certificação apropriada e manter a rastreabilidade se as placas forem cortadas ou fabricadas antes da inspeção final.

Custo do ciclo de vida: compare a solução instalada, não apenas o preço da placa

Uma comparação sólida considera mais do que o preço por quilograma. Inclui custos de conformação e soldagem, inspeção, acesso à instalação, manutenção e a consequência da substituição de um componente de difícil acesso.

Peça aos fornecedores que façam cotações com o mesmo escopo: classe e padrão, dimensões da placa, inspeção e documentação, rastreabilidade, embalagem, entrega e qualquer suporte de fabricação. Compare a solução instalada e a de manutenção em vez de apenas o preço do material. Um custo inicial de material mais elevado só pode ser justificado quando o caso de engenharia o suporta.

Perguntas frequentes

A nota 12 é sempre melhor que a nota 2 para torres FGD?

Não. O grau 12 tem resistência mínima de referência mais alta e é um forte candidato para problemas de corrosão em fendas por cloreto quente. A nota 2 pode ser apropriada quando a química e o design dos componentes o apoiarem. A seleção depende da zona de serviço específica e não do nome da torre.

Quanto maior é a resistência à tração mínima do Grau 12?

Os mínimos de referência nesta comparação são 483 MPa para o Grau 12 e 345 MPa para o Grau 2, uma diferença de cerca de 40%. Confirme os valores em relação à edição da especificação aplicável, formato do produto, espessura e relatório de teste certificado antes de usá-los na aquisição ou no projeto.

O alongamento inferior da 12ª série afeta a formação?

Pode afetar a qualificação do processo de conformação. O alongamento mínimo de referência é de 18% para Grau 12 versus 20% para Grau 2. Defina raios de conformação, limites de trabalho a frio e controles de retorno elástico com base na espessura real da placa, geometria e processo qualificado do fabricante.

Por que um designer escolheria a 7ª série?

O grau 7 é um grau de titânio contendo paládio considerado para requisitos de resistência à corrosão. Ele não foi selecionado como um substituto de maior resistência para o Grau 2. Compare-o com o Grau 12 usando evidências de corrosão específicas do serviço, requisitos do produto e custo total.

A resistência à tração mínima pode ser usada como tensão admissível de projeto?

Não. Os mínimos de tração e rendimento são propriedades de aceitação do material e não tensões admissíveis de projeto. Use os valores de código de construção aplicáveis ​​para material, temperatura, espessura e design de componente.

O que deve ser verificado antes de encomendar uma placa de titânio?

Especifique classe, padrão e edição, dimensões e tolerâncias, documentação de inspeção e teste, requisitos de superfície, rastreabilidade, marcação e embalagem. Para peças fabricadas, defina também procedimentos qualificados de conformação e soldagem, seleção de enchimento e requisitos de inspeção.

Referências

1. TIMET, 'TIMETAL® Grau 12.' Folha de dados do fabricante descrevendo a composição do Grau 12, maior resistência do que o Grau 2 e desempenho de corrosão em fendas de salmoura quente. [Abra a folha de dados ].

2. Allied Titanium, Livro de Especificações (2005) , composição de Grau 12 e trecho de propriedade de tração mínima. Use o padrão de produto vigente e o relatório de teste de material certificado para aquisição e design. [Abrir documento ].

3. Fabricantes de metal TITAN, folheto técnico de titânio. Informações gerais sobre o comportamento à corrosão da liga de titânio. Confirme os dados específicos da classe em relação à especificação do material aplicável e à folha de dados do fabricante. [Abra o folheto ].