Tubo in titanio grado 1: composizione, specifiche e gamma di dimensioni

Il tubo in titanio di grado 1 è un tubo lavorato realizzato con il grado di-durezza più basso e -più alto di duttilità del titanio commercialmente puro, coperto dal numero UNS R50250. Si tratta di un alfa titanio non legato il cui contenuto di ossigeno e ferro è mantenuto ai limiti più stretti della famiglia commercialmente pura, che è esattamente ciò che gli conferisce un'eccellente formabilità a freddo, elevata duttilità e comportamento di saldatura affidabile.

Cosa definisce il titanio di grado 1

Il titanio commercialmente puro è classificato principalmente in base al contenuto interstiziale. Il Grado 1 mantiene l'ossigeno allo 0,18% massimo e il ferro allo 0,20% massimo, il più basso dei gradi comuni, quindi il materiale è più morbido e più formabile del Grado 2 offrendo allo stesso tempo la stessa eccezionale resistenza alla corrosione nei mezzi ossidanti e leggermente riducenti. Due caratteristiche contano per il lavoro sui tubi. Innanzitutto, la densità è di circa 4,51 g/cm³, circa il 57% dei 7,85 g/cm³ dell'acciaio al carbonio, quindi una linea di tubi di grado 1 pesa poco più della metà di una linea di acciaio equivalente. In secondo luogo, sulla superficie si forma spontaneamente una pellicola protettiva di ossido, stabile nell'acqua di mare, nei cloruri, negli acidi ossidanti e nella maggior parte dei flussi di processi industriali. La gamma di servizio utile si estende da temperature criogeniche fino a circa 300 gradi per il servizio a pressione, dove la resistenza al creep e all'ossidazione rimane adeguata.

Chimica e proprietà meccaniche

L'elevato allungamento e il basso carico di snervamento del Grado 1 sono il motivo per cui viene scelto per tubi che devono essere espansi in piastre tubiere, piegati con un raggio stretto o arrotolati. Laddove è necessaria una resistenza maggiore a parità di resistenza alla corrosione, il Grado 2 è il solito passo avanti e dove la resistenza è il requisito principale piuttosto che la formabilità, viene invece selezionato un grado di lega come il Grado 5 (Ti-6Al-4V) o il Grado 9 (Ti-3Al-2.5V).

Specifiche, gamma di dimensioni e forme del prodotto

Tubi e tubazioni di grado 1 vengono ordinati in base a tre specifiche ASTM principali, ciascuna con un equivalente ASME per il servizio in pressione: ASTM B338 copre tubi saldati e senza saldatura per condensatori e scambiatori di calore, ASTM B861 copre tubi senza saldatura e ASTM B862 copre tubi saldati; anche il tubo saldato è coperto da ASTM B337. Lamiere, fogli e nastri sono coperti dalla norma ASTM B265, barre e billette dalla norma ASTM B348 e i gradi non legati destinati agli impianti chirurgici dalla norma ASTM F67. I dati di ordinazione comuni includono:

Dimensione nominale:Da 15 mm NB a 150 mm NB (da 1/2 pollice a 6 pollici), con diametri esterni generalmente compresi tra 30 mm e 150 mm.

Spessore della parete:circa da 2,5 mm a 25 mm o una parete più leggera per tubi dello scambiatore di calore a pareti sottili-.

Orari:SCH 10, SCH 20, SCH 30, SCH 40, STD, SCH 60, XS, SCH 80, SCH 120, SCH 140, SCH 160 e XXS.

Lunghezza:lunghezze di taglio singole casuali, doppie casuali o specificate.

Tipo:senza saldatura, ERW, saldato, EFW, trafilato a freddo, saldato o fabbricato.

Modulo:tubi tondi, quadrati e rettangolari, tubi a spirale, tubi a U-, serpentini a frittella e tubi idraulici.

Finisce:estremità liscia, estremità smussata o filettata.

Certificazione:certificato di prova del mulino secondo EN 10204 3.1 che mostra la composizione chimica e le proprietà meccaniche.

Senza saldatura o saldato: scegliere il giusto tubo di grado 1

Il tubo senza saldatura di Grado 1 è prodotto da un cavo forato o estruso e poi laminato e trafilato a misura, il che elimina la saldatura longitudinale e lo rende la scelta predefinita per pressioni più elevate, servizio ciclico e per tubi che verranno espansi in una piastra tubiera. Il tubo saldato viene ricavato da nastro e chiuso con saldatura autogena, quindi lavorato a freddo e ricotto dove necessario; è economico per lunghi tratti rettilinei, per grandi diametri e per applicazioni in cui la cucitura può essere mantenuta lontana dalla direzione di maggiore sollecitazione. Poiché il Grado 1 ha un'eccellente duttilità, il tubo saldato può essere ridotto sostanzialmente a freddo senza fessurarsi, quindi un tubo saldato-e-trafilato si avvicina alle proprietà senza giunture pur rimanendo più economico da produrre. La decisione viene normalmente presa in base alla pressione nominale, alla tolleranza alla corrosione, allo standard di accettazione richiesto dall'utente finale e al metodo di ispezione che verrà applicato alla giuntura.

Applicazioni, fabbricazione e verifica della qualità

L'utilizzo più diffuso è il trasferimento di calore: condensatori, raffreddatori, evaporatori e impianti di desalinizzazione, dove il tubo di Grado 1 a pareti sottili- garantisce un elevato trasferimento di calore con una lunga durata nell'acqua di mare. Gli stabilimenti chimici e petrolchimici lo utilizzano per linee di processo che trasportano cloruri e mezzi ossidanti; l'industria medica e quella alimentare lo utilizzano laddove la biocompatibilità e la pulizia sono essenziali; i progetti marini e offshore lo utilizzano per tubazioni dell'acqua di mare e linee idrauliche; e le attrezzature aerospaziali e sportive lo utilizzano dove conta il peso ridotto. La fabbricazione si basa sulle stesse proprietà che definiscono il grado: può essere laminato, piegato, svasato ed espanso e si salda in modo pulito quando il giunto è protetto dall'aria.

La verifica di qualità per un ordine di tubi di grado 1 normalmente combina un certificato di prova di fabbrica che copre le proprietà chimiche e meccaniche, l'ispezione dimensionale del diametro esterno, lo spessore della parete e la rettilineità, un test di prova idrostatico o pneumatico dove specificato dallo standard, test a correnti parassite o ultrasoniche della parete e ispezione visiva di entrambe le superfici. I tubi per gli scambiatori di calore vengono spesso forniti dopo un test subacqueo in aria e qualsiasi residuo di decapaggio o contaminazione di ferro incorporato viene controllato prima che i tubi vengano imballati, poiché la contaminazione superficiale è la principale causa di corrosione prematura nei fasci tubieri di titanio.

Domande frequenti

D: A cosa serve il tubo in titanio grado 1?
Viene utilizzato principalmente per tubi di scambiatori di calore e condensatori, tubazioni per acqua di mare e processi chimici, impianti di desalinizzazione, linee per uso medico e alimentare e altre applicazioni a basso peso e resistenti alla corrosione-dove la formabilità è importante.

D: Qual è la differenza tra il tubo in titanio di grado 1 e di grado 2?
Il grado 1 ha meno ossigeno e ferro, offrendo una maggiore duttilità con una resistenza alla trazione minima di 240 MPa, mentre il grado 2 è più forte con una resistenza alla trazione minima di 345 MPa con un allungamento leggermente inferiore.

D: Quali specifiche riguardano il tubo in titanio di grado 1?
ASTM B338 copre tubi senza saldatura e saldati per condensatori e scambiatori di calore, ASTM B861 copre tubi senza saldatura, ASTM B862 copre tubi saldati e le versioni ASME SB si applicano al servizio in pressione.

D: È possibile saldare il tubo di grado 1?
SÌ. Il grado 1 è facilmente saldabile mediante TIG e processi simili, a condizione che il giunto sia protetto da gas inerte di elevata purezza e la superficie sia priva di contaminazione di olio, umidità e ossido.

D: Quanto è più leggero un tubo in titanio grado 1 rispetto a un tubo in acciaio?
Il titanio ha una densità di circa 4,51 g/cm³ contro i 7,85 g/cm³ dell'acciaio al carbonio, quindi un tubo di Grado 1 pesa circa il 57% dello stesso profilato di acciaio.

D: Quale documentazione viene fornita con un ordine di tubi di grado 1?
Gli ordini vengono normalmente forniti con un certificato di test di fabbrica EN 10204 3.1 che riporta la composizione chimica e le proprietà meccaniche, insieme ai risultati dei test dimensionali e non-distruttivi dove richiesto.