Защо изборът на материал е важен за топлообменните тръби
Изберете грешен материал за тръбата и топлообменникът ще изтече в рамките на две години. Изберете правилния и той ще работи 20 години с минимална поддръжка.
ASTM B338 GR1 титаниева тръбасе конкурира директно с медно{0}}никелови сплави (90/10, 70/30) и неръждаема стомана (316L) за обслужване на кожухотръбни топлообменници. Всеки има силни страни. Всеки има граници.
За пълни технически характеристики наASTM B338 GR1 титаниева тръба, включително размери и механични свойства, вижте продуктовата страница тук.
Сравнение на устойчивост на корозия
| Материал | Морска вода | Пукнатина корозия | Сулфидна атака | Амонячна атака |
|---|---|---|---|---|
| GR1 титан | Няма | До 80 градуса | Няма | Няма |
| 70/30 Cu-Ni | Умерен | Умерен | Тежка | Умерен |
| 90/10 Cu-Ni | Умерен | Умерен | Тежка | Умерен |
| 316L неръждаема стомана | Тежка | Тежка | Няма | Никакъв (но без костилка) |
Титанът GR1 няма изкривяване в морска вода.316L ями в рамките на месеци до години в зависимост от температурата и хлоридите. Мед-никелът не се образува, но страда от ерозия и сулфидна атака.
При замърсена или застояла морска вода мед-никелът бързо се повреждапоради сулфиди. GR1 се справя със сулфиди без проблем.
Сравнение на механичните свойства
| Собственост | GR1 титан | 70/30 Cu-Ni | 316L неръждаема стомана |
|---|---|---|---|
| Якост на опън (мин.) | 240 MPa | 350 MPa | 485 MPa |
| Граница на провлачване (мин.) | 138 MPa | 125 MPa | 170 MPa |
| Удължение (мин.) | 24% | 30% | 35% |
| Плътност | 4,51 g/cm³ | 8,94 g/cm³ | 8,00 g/cm³ |
| Топлопроводимост | 17 W/m·K | 29 W/m·K | 15 W/m·K |
Титанът е 40–50% по-лек от мед-никел или неръждаема стомана.За същия размер на тръбата титановият пакет тежи много по-малко. Това има значение за офшорни платформи и мобилно оборудване.
Топлинната проводимост на титана е по-ниска от мед-никела. За да постигнат същия пренос на топлина, титаниевите тръби може да се нуждаят от по-тънки стени или повече повърхност. На практика разликата е малка, защото титаниевите тръби могат да се движат с по-високи скорости без ерозия.




Граници на скоростта и устойчивост на ерозия
Скоростта на потока влияе както на преноса на топлина, така и на живота на тръбата.
| Материал | Максимална препоръчителна скорост (морска вода) | Механизъм на ерозия |
|---|---|---|
| GR1 титан | 5–7 m/s | Няма (много устойчив) |
| 70/30 Cu-Ni | 3–4 m/s | Защитният филм ерозира |
| 90/10 Cu-Ni | 2–3 m/s | Защитният филм ерозира |
| 316L неръждаема стомана | 3–5 m/s | Няма ерозия, но хлътване |
Титанът GR1 може да работи с по-високи скорости от мед-никела.По-високата скорост подобрява преноса на топлина и намалява замърсяването. Това е значително предимство при кондензаторите и охладителите с висок-поток.
Мед-никелови тръби ерозират в местата на удар с пясък или отломки. Титанът не го прави.
Сравнение на биообрастване
Морският растеж се прикрепя към всички материали. Разликата е в почистването.
| Материал | Приставка за биообрастяне | Толерантност към почистване |
|---|---|---|
| GR1 титан | Умерен | Високо (водна струя до 10 000 psi) |
| 70/30 Cu-Ni | Умерено (медта инхибира) | Ниска (ерозира под струя) |
| 316L неръждаема стомана | високо | Умерен |
Мед-никелът има естествена устойчивост на биологично замърсяване, тъй като медните йони убиват морските организми. Това е истинско предимство. Ефектът обаче намалява с течение на времето, когато повърхностните филми се развият.
Титанът няма това свойство. Биообрастването се прикрепя лесно. Но титанът понася агресивно почистване, което би унищожило мед-никелови тръби. Водна струя- под високо налягане (5 000–10 000 psi) премахва замърсяването, без да уврежда титана.
Сравнение на разходите
Първа цена срещу цена на жизнения цикъл.
| Материал | Относителна цена на материала | Типичен живот на тръбата | Разходи за жизнения цикъл |
|---|---|---|---|
| GR1 титан (заварен) | 3–4x 316L | 20+ години | Най-ниска за морска вода |
| 70/30 Cu-Ni | 2–3x 316L | 10–15 години | Среден |
| 90/10 Cu-Ni | 1.5–2x 316L | 5–10 години | Средно-високо |
| 316L неръждаема стомана | 1x (базова линия) | 1–3 години | Най-висок (честа смяна) |
316L има най-ниските първоначални разходи, но най-високите разходи за жизнения цикъл в услугите за морска вода. Честото повторно поставяне на тръби означава прекъсване, труд и загуба на производство.
GR1 има най-високите първоначални разходи, но най-ниските разходи за жизнен цикъл за дългосрочни-приложения с морска вода. Тръбният сноп издържа повече от останалата част от топлообменника.
Сравнение на производството
| Материал | Търкаляне | Заваряване | Огъване |
|---|---|---|---|
| GR1 титан | Добър (има нужда от чисти инструменти) | Изисква аргонова екранировка | Отлично |
| 70/30 Cu-Ni | Отлично | Стандартна процедура | добре |
| 316L неръждаема стомана | добре | Стандартна процедура | добре |
GR1 изисква чисти инструменти и аргонова защита за заваряване. Това не е трудно, но е различно от мед-никел или неръждаема стомана.
Мед{0}}никелът е най-лесният за производство. Държи се като стандартните медни сплави. Не се изисква специално екраниране или инструменти.
316L също е лесен, но изисква внимание към входящата топлина, за да се избегне сенсибилизация.
Галванична корозия при смесване на материали
Различни метали в контакт с морска вода създават батерия. Един метал корозира.
| Метална двойка в морска вода | Резултат |
|---|---|
| Титан + мед-никел | Мед-никелът корозира (титанът е катоден) |
| Титан + 316L | 316L корозира (титанът е катоден) |
| Титан + въглеродна стомана | Въглеродната стомана корозира бързо |
| Мед-никел + 316L | И двете корозират, непредвидими |
Титанът е най-катодният обикновен метал в морската вода. Когато е свързан с почти всеки друг метал, другият метал корозира по-бързо.
Изолирайте титаниеви тръбни листове от различни метали. Използвайте пластмасови уплътнения, тръбни листове с покритие или тръбни листове с-титаново покритие.
Препоръки за приложение
Посочете GR1 титан, когато:
Морска или солена вода от страната на тръбата
Необходимият експлоатационен живот е 15+ години
Замърсена или застояла морска вода (наличие на сулфиди)
Висока скорост на потока (над 3 m/s)
Теглото е проблем (офшорни, мобилни)
Цената за възстановяване на тръбите е висока (отдалечено местоположение)
Посочете меден{0}}никел, когато:
Само чиста морска вода (без сулфиди)
Контролът на биозамразяването е критичен и почистването е трудно
Изисква се по-ниска първа цена
Необходимо е производство със стандартно магазинно оборудване
Посочете 316L, когато:
Без хлориди в течността
Прясна вода или чисти въглеводородни услуги
Ниската първа цена е единственият критерий
Обсъдете изискванията на вашия проект
ЧЗВ
1. Винаги ли титанът е по-добър от мед-никела за морска вода?
За дълъг експлоатационен живот, да. За краткосрочни-приложения или приложения с чиста морска вода, мед-никелът работи и струва по-малко.GR1 титанови тръби устойчивост на корозия морска водае по-добър, но по-високата първа цена може да не е оправдана за всеки проект.
2. Наистина ли мед-никелът се проваля в замърсената морска вода?
да Сулфидите от разлагаща се органична материя или промишлени изхвърляния разрушават защитния филм върху мед-никела. Тръбите могат да се повредят след месеци. GR1 се справя със сулфиди без проблем.
3. Може ли 316L някога да се използва в морска вода?
Само в много чиста, студена, ниско-хлоридна морска вода без застой. Дори и тогава очаквайте питинг в рамките на 2-3 години. За надеждно обслужване с морска вода не се препоръчва 316L.
4. Колко повече струва GR1 от 316L?
Обикновено 3-4 пъти цената на материала. Но пакет 316L може да се нуждае от подмяна на всеки 2 години. Пакет GR1 продължава 20+ години. Над 20 години GR1 е по-евтин.
5. Има ли значение по-ниската топлопроводимост на титана?
В повечето топлообменници не много. Титаниевите тръби могат да се движат при по-високи скорости без ерозия, което компенсира по-ниската проводимост. Много кондензатори използват титан със същата повърхност като мед-никела.
6. Могат ли GR1 и мед-никел да се смесват в един и същи топлообменник?
Не се препоръчва. Галваничната корозия ще атакува мед-никела. Ако смесването е неизбежно, изолирайте електрически и поддържайте площта на титановия катод малка.
7. Коя степен на мед-никел е по-добра за морска вода?
70/30 Cu-Ni издържа по-дълго от 90/10. 90/10 първоначално има по-добра устойчивост на биологично замърсяване, но корозира по-бързо. За дългосрочна-морска вода се предпочита 70/30.
8. Титанът изисква ли допуск за корозия?
No. GR1 не корозира с измерима скорост в морска вода. Дебелината на стената на тръбата се определя от налягането и якостта на манипулиране, а не от корозионното ниво.
9. Кой материал е най-лесен за навиване на тръбни листове?
Мед{0}}никелът е най-лесният. GR1 също е добър, но изисква чисти,-нежелязо инструменти. 316L е подобен на GR1.
10. Какъв е най-честият сценарий за подмяна?
316L тръби в охладители за морска вода, повредени след 1–3 години, заменени сзаварена титанова тръба ASTM B338 клас 1. Вторият най-разпространен е меден-никел в сулфидна-вода, заменен с GR1.
Описание на продуктите
Ние произвеждаме тръби от титан GR1, 90/10 мед-никел, 70/30 мед-никел и тръби от неръждаема стомана 316L за обслужване на топлообменници.
Нашата фабрика има четири специализирани производствени линии. Титаниевите тръби се движат в студени мелници и стендове за изтегляне с аргон-напълнени пещи за отгряване.
Медно{0}}никеловите тръби използват отделни изтеглящи маси с отгряване в контролирана атмосфера за предотвратяване на окисляване. Тръбите от неръждаема стомана имат собствена линия с различни инструменти и смазочни материали.
Няма кръстосано-замърсяване между материалите.Титановите инструменти никога не докосват неръждаема стомана или мед-никел. Приемането на желязо от неръждаема стомана би унищожило устойчивостта на корозия на титана. Отделните инструменти предотвратяват това.
Оборудването за проверка обхваща и трите материала: спектрометър за химическа проверка, ултразвукови детектори за дефекти, хидростатични тестери и лазерни микрометри. Всеки тип материал има свои собствени стандарти за калибриране.
Всички тръби се доставят със сертификати за мелница съгласно EN 10204 тип 3.1. Проверка от-трета страна (SGS, BV, TÜV), налична за всеки материал.









