Propiedades del tubo de titanio Gr12 Ti-0.3Mo-0.8Ni

Tubo de titanio Gr12: Química y servicio Ti-0.3Mo-0.8Ni

Gr12 es el grado de titanio que resuelve un problema específico: la reducción de ácidos y las grietas de cloruro caliente que atacan al titanio no aleado, sin el escalón de precio de un grado con paladio y sin las penalizaciones de resistencia y fabricación de un grado estructural aleado. Contiene de 0.2 a 0.4 por ciento de molibdeno y de 0.6 a 0.9 por ciento de níquel, y estas dos adiciones son toda la historia del grado.

¿Qué hacen el molibdeno y el níquel?

Ambos elementos son estabilizadores beta, por lo que aumentan ligeramente la resistencia por encima de Gr2 y cambian el comportamiento de la película pasiva en entornos donde el oxígeno es escaso. El níquel es el importante para la corrosión: aumenta la velocidad a la que la película puede reformarse en condiciones reductoras, que es exactamente la situación dentro de una grieta estrecha o debajo de un depósito donde el oxígeno local se ha consumido y el pH ha caído.

El resultado es un grado que se comporta como Gr2 en servicio oxidante benigno, y considerablemente mejor que Gr2 en las condiciones que realmente causan fallas: juntas con juntas en agua caliente con cloruro, grietas de tubo a placa de tubo en un enfriador y ácidos reductores diluidos. Las propiedades mecánicas se sitúan cerca de Gr2, con un rendimiento mínimo de alrededor de 330 MPa y una buena elongación, por lo que el material sigue siendo fácil de doblar, soldar y enrollar en una placa de tubo.

La contrapartida es el costo y la disponibilidad. El molibdeno y el níquel son adiciones de aleación que un molino tiene que comprar y controlar, por lo que Gr12 cuesta más que Gr2 y se almacena en menos tamaños. Donde el servicio es genuinamente oxidante, esa prima no compra nada, y Gr2 sigue siendo la elección correcta. Donde el servicio incluye una grieta caliente o una corriente reductora, Gr12 generalmente se paga solo en el primer ciclo de mantenimiento.

B861, B338 y la Norma en el Certificado

ASTM B861 es la norma para tuberías sin costura y ASTM B338 es la norma para tubos sin costura. La diferencia es el sistema dimensional en lugar de la metalurgia: la tubería se pide por tamaño nominal y programa, el tubo por diámetro exterior y pared. Un tubo certificado según B338 y una tubería certificada según B861 del mismo grado son la misma aleación, pero las tolerancias, la frecuencia de las pruebas y el marcado difieren, y un comprador debe nombrar el que coincida con el dibujo.

Esta página contiene ambas referencias, lo cual es normal para un proveedor que almacena ambas formas. También contiene la frase grado 5 en el título, y eso merece una advertencia: Gr5 es Ti-6Al-4V, una aleación completamente diferente con un rendimiento mínimo de aproximadamente 828 MPa. Los dos nunca deben sustituirse mutuamente. Si el dibujo requiere Gr12 para corrosión, Gr5 se corroerá en el mismo servicio; si el dibujo requiere Gr5 para resistencia, Gr12 no soportará la carga.

Corrección de la Declaración de Pureza

La descripción en esta página se refiere a una pureza mínima del 99.5 por ciento, que es un lenguaje que pertenece al titanio no aleado. Una aleación por definición contiene otros elementos, y Gr12 contiene deliberadamente alrededor del uno por ciento de molibdeno y níquel. El documento de control es la tabla de química de la norma, que establece los rangos para molibdeno, níquel, hierro, oxígeno, carbono, nitrógeno e hidrógeno, además de los límites residuales para otros elementos.

Para un comprador, la consecuencia práctica es que la aceptación debe basarse en un análisis químico o una lectura de identificación positiva de material que muestre tanto molibdeno como níquel en el rango especificado. Un certificado que solo informa el contenido de titanio no puede distinguir Gr12 de Gr2, y esa distinción es exactamente para lo que se realizó la compra.

Tamaños, Pared y Forma del Producto

El campo de dimensiones en esta página va de 5 a 114 mm de diámetro exterior, 0.3 a 10 mm de pared, hasta 1200 mm de longitud, con un rango de diámetro interior que se deriva de estas dos cifras. Para un pedido de Gr12, el rango práctico es más estrecho, porque el grado generalmente se compra para servicio químico y de intercambiador de calor en lugar de para líneas de instrumentación, y la pared se elige para la tolerancia a la corrosión y la presión en lugar del peso mínimo.

El espesor de la pared en un servicio corrosivo debe incluir una tolerancia, no solo el requisito de presión. Un tubo que se diseña con el espesor mínimo para la presión y luego pierde metal por corrosión general lenta o erosión en la entrada alcanzará su límite antes de su vida útil de diseño. Agregar medio milímetro en la etapa de cotización es mucho más barato que reemplazar un paquete.

Notas de Fabricación

Gr12 se suelda bien con material de aporte a juego y protección total de argón, y el procedimiento de soldadura debe especificar una purga en el interior porque el titanio absorbe oxígeno y nitrógeno a temperatura de soldadura y la soldadura resultante es dura y quebradiza. Una soldadura descolorida en titanio es una soldadura contaminada, y la escala de color utilizada para la aceptación debe estar escrita en el procedimiento en lugar de dejarse a la opinión.

La conformación está más cerca de Gr2 que de Gr5, pero la resistencia ligeramente mayor significa un poco más de retroceso en la flexión y un radio de flexión mínimo ligeramente mayor. El enrollado de tubos en una placa de tubo es rutinario, siempre que los extremos del tubo estén recocidos y limpios. No se recomienda el roscado en tubos de pared delgada; donde se necesita una conexión roscada, una pared más gruesa o un accesorio soldado es el detalle mejor.

Aplicaciones y Pedido

Los servicios típicos son intercambiadores de calor y enfriadores en plantas químicas que manejan corrientes reductoras, agua de refrigeración que contiene cloruro donde la junta tubo a placa de tubo está caliente, servicio de planta de blanqueo de pulpa y papel, e interiores de recipientes expuestos a ácido diluido. La industria aeroespacial y los equipos médicos también utilizan el grado donde se necesita una combinación de resistencia moderada y resistencia a la corrosión sin el peso de una aleación estructural.

El pedido debe indicar la norma y la forma del producto, el grado como Gr12 con su química, el diámetro exterior y la pared con tolerancias, la longitud, la condición de recocido, el requisito de superficie y el paquete de pruebas. Un certificado 3.1 según EN 10204 con química, propiedades de tracción, una prueba hidrostática o de corrientes de Foucault y el número de calor es la expectativa normal para este grado.

Vale la pena hacer una última verificación antes de que se libere el pedido. Confirme que el dibujo realmente necesita una aleación, y que la grieta o la condición reductora que impulsó la elección todavía está presente en el diseño actual. Gr12 es una excelente respuesta a una pregunta específica, y el error más costoso es comprarlo para un servicio donde Gr2 habría funcionado perfectamente durante veinte años.

Imágenes del producto