Tubo de titânio polido ERTi-12 UNS R53400: Química de grau 12 e propriedades ASTM B338

O que é titânio grau 12

Grau 12 é a liga de titânio designada UNS R53400, geralmente escrita como Ti-0,3Mo-0,8Ni. Ele combina resistência moderada com resistência a meios oxidantes e levemente redutores a um custo bem abaixo dos tipos de rolamentos de paládio. O molibdênio é a principal adição resistente à corrosão e o níquel melhora o desempenho na redução de ácidos e ajuda a resistir ao ataque em fendas, de modo que a liga se comporta como titânio não ligado em água do mar e serviço com cloreto, ao mesmo tempo que resiste a ambientes que atacariam o Grau 2.

ERTi-12 é a classificação correspondente do metal de adição. A mesma designação, portanto, descreve tanto um produto forjado acabado, como um tubo conforme ASTM B338, quanto o fio usado para uni-lo. Essa dupla utilização é uma fonte frequente de confusão, porque os limites químicos numa especificação de fio não são idênticos aos limites que se aplicam ao tubo acabado.

Química: Fio de Enchimento Versus Tubo Acabado

A química do fio é controlada pela AWS A5.16 e ASME SFA-5.16, enquanto o próprio tubo é controlado pela ASTM B338 e ASME SB338. Ambos descrevem a mesma liga, mas com limites diferentes, razão pela qual os valores em um certificado de laminador de arame e em um certificado de laminador de tubos diferem legitimamente.

Os limites intersticiais rígidos do fio, particularmente oxigênio em 0,08-0,16% e hidrogênio em 0,008% no máximo, existem para proteger a ductilidade da solda. Aplicar limites de fio a um pedido de tubo, ou limites de tubo a um pedido de fio, é um erro de especificação e não um defeito de fabricação.

Propriedades mecânicas e mínimos padrão

ASTM B338 define valores mínimos de temperatura ambiente para tubo recozido Grau 12 com resistência à tração de 483 MPa (70 ksi), resistência ao escoamento de 345 MPa (50 ksi) com deslocamento de 0,2% e alongamento de 18% em 50 mm. Estes são requisitos mínimos para a condição recozida, não são valores típicos para um lote selecionado aleatoriamente, e todos os três são superiores aos requisitos correspondentes para os Graus 1 a 4.

Os dados do lote citados fora do contexto podem induzir em erro. Números como tração de 65.300 psi, rendimento de 55.100 psi e alongamento de 12% não são os mínimos padrão para tubo Grau 12: um alongamento de 12% falharia no mínimo de 18% e um rendimento de 55.100 psi excederia o requisito convertido de 50 ksi. Esses números pertencem a uma forma, condição ou calibre de produto diferente e não devem ser usados ​​para comparar fornecedores. Os valores que regem um pedido são os mínimos da especificação ASTM ou ASME aplicável, além de qualquer pedido de compra e requisitos de projeto.

Tubo Polido: Acabamentos Espelhados e Acetinados

O polimento é um tratamento mecânico de superfície, não metalúrgico, portanto altera a rugosidade, a limpeza e a aparência sem alterar as propriedades mecânicas padrão do tubo.

Polimento de espelhoé normalmente especificado com um alvo de rugosidade na região de Ra 0,2 a 0,4 micrômetros e requer uma superfície uniformemente reflexiva e livre de riscos. É adequado para serviços onde a adesão do produto, os ciclos de limpeza e a inspeção visual são mais importantes.

Esmalte acetinado ou escovadoé um acabamento direcional e de baixo custo na região de Ra 0,8 a 1,6 micrômetros, adequado para tubulações de processo geral e trechos estruturais visíveis.

O polimento deve seguir o recozimento final. O polimento antes do recozimento desperdiça o acabamento, e o recozimento após a decapagem deve estar livre de contaminação, caso contrário, o ferro e a incrustação incorporados serão introduzidos na superfície.

O acabamento do furo é importante no trocador de calor e no serviço higiênico, onde o polimento interno para um Ra controlado reduz a incrustação e simplifica a validação da limpeza.

Qualquer que seja o acabamento solicitado, o tubo ainda deve ser fornecido descalcificado e livre da camada enriquecida de oxigênio formada durante o trabalho a quente, conforme exigido pela ASTM B338 e pela prática de decapagem da ASTM B600.

Aplicações, Soldagem e Notas de Instalação

O tubo grau 12 é selecionado onde cloretos e condições levemente redutoras atacariam o titânio não ligado, incluindo trocadores de calor de processos químicos, condensadores, tubos de evaporadores, válvulas, bombas, flanges e tubulações em plantas de cloro-álcalis, dessalinização, papel e celulose e hidrometalúrgicas. Muitas vezes é escolhido em vez do Grau 2, onde foi observada corrosão em fendas ou absorção de hidrogênio, e em vez dos graus de rolamento de paládio, onde o custo deve ser controlado.

Solde com enchimento ERTi-12 para combinar com o metal base e preservar a resistência à corrosão. Substituir um enchimento de Grau 2 ou Grau 5 sem verificar a química da solda resultante e o desempenho de corrosão não é uma prática aceitável.

Use uma proteção de arrasto, argônio de alta pureza e purga de furo nas soldas de tubos, pois a captação de nitrogênio e oxigênio-degrada a solda e sua resistência à corrosão.

A limpeza é uma variável da corrosão. A contaminação por ferro proveniente de ferramentas, escovas ou discos abrasivos causa ataque preferencial; portanto, ferramentas de aço inoxidável ou titânio e abrasivos dedicados devem ser usados.

Respeite os limites de temperatura de projeto do código aplicável. O grau 12 mantém a resistência útil até cerca de 300°C e não se destina ao serviço em altas temperaturas de graus de liga de titânio.

Perguntas frequentes

P: ERTi-12 é igual ao 12º ano?
Sim em termos de liga. ERTi-12 é a classificação do enchimento de soldagem e Grau 12 é a designação do produto forjado; ambos se referem ao UNS R53400, mas os limites químicos diferem entre as especificações do fio e do tubo.

P: Por que especificar o Grau 12 quando um grau de paládio resiste melhor à corrosão?
O paládio é muito mais caro e seu preço é volátil. O grau 12 oferece muitos dos benefícios do cloreto e reduz levemente o serviço a um custo mais baixo e mais estável, e é preferido onde a absorção de hidrogênio, em vez do ataque oxidante, limita a vida útil do tubo.

P: O polimento altera a resistência à corrosão?
Uma superfície mais lisa reduz o acúmulo-de depósitos e o início de fissuras, ajudando indiretamente, mas não altera a química da liga. A contaminação introduzida durante o polimento pode reduzir a resistência à corrosão, por isso um trabalho limpo é essencial.

P: O tubo polido pode ser soldado sem perder o acabamento?
O acabamento é perdido localmente na solda e na zona de coloração térmica. As áreas de solda são limpas ou{1}}polidas posteriormente, e a purga do furo é usada para manter a superfície interna livre de tinta.

P: Quais padrões um pedido de tubo de grau 12 deve citar?
ASTM B338 e ASME SB338 para tubos sem costura e soldados, ASTM B600 para descalcificação e decapagem onde a condição da superfície é especificada, além de um limite de rugosidade para um acabamento polido e uma classificação de metal de adição AWS A5.16 ERTi-12 para soldagem.