Miksi materiaalivalinnalla on merkitystä lämmönvaihdinputkille?
Valitse väärä putkimateriaali, ja lämmönvaihdin vuotaa kahden vuoden kuluessa. Valitse oikea, ja se toimii 20 vuotta vähällä huollolla.
ASTM B338 GR1 titaaniputkikilpailee suoraan kupari-nikkeliseosten (90/10, 70/30) ja ruostumattoman teräksen (316L) kanssa vaipan ja putken lämmönvaihtimien huollosta. Jokaisella on vahvuudet. Jokaisella on rajansa.
Saat täydelliset tekniset tiedotASTM B338 GR1 titaaniputki, mukaan lukien kokoalueet ja mekaaniset ominaisuudet, katso tuotesivu täältä.
Korroosionkestävyyden vertailu
| Materiaali | Meriveden kuoppaus | Rakokorroosio | Sulfidihyökkäys | Ammoniakkihyökkäys |
|---|---|---|---|---|
| GR1 titaania | Ei mitään | 80 asteeseen asti | Ei mitään | Ei mitään |
| 70/30 Cu-Ni | Kohtalainen | Kohtalainen | Vakava | Kohtalainen |
| 90/10 Cu-Ni | Kohtalainen | Kohtalainen | Vakava | Kohtalainen |
| 316L ruostumatonta | Vakava | Vakava | Ei mitään | Ei mitään (mutta pistelyö) |
GR1-titaanissa ei ole kuoppia merivedessä.316 litran kuoppia kuukausien tai vuosien sisällä lämpötilasta ja klorideista riippuen. Kupari-nikkeli ei kuoppa, vaan kärsii eroosio- ja sulfidihyökkäyksestä.
Saastuneen tai seisovan meriveden tapauksessa kupari-nikkeli hajoaa nopeastisulfidien takia. GR1 käsittelee sulfideja ongelmitta.
Mekaanisten ominaisuuksien vertailu
| Omaisuus | GR1 titaania | 70/30 Cu-Ni | 316L ruostumatonta |
|---|---|---|---|
| Vetolujuus (min) | 240 MPa | 350 MPa | 485 MPa |
| myötölujuus (min) | 138 MPa | 125 MPa | 170 MPa |
| Venymä (min) | 24% | 30% | 35% |
| Tiheys | 4,51 g/cm³ | 8,94 g/cm³ | 8,00 g/cm³ |
| Lämmönjohtavuus | 17 W/m·K | 29 W/m·K | 15 W/m·K |
Titaani on 40–50 % kevyempää kuin kupari-nikkeli tai ruostumaton teräs.Samalla putken koosta titaanikimppu painaa paljon vähemmän. Tällä on merkitystä offshore-alustoille ja mobiililaitteille.
Titaanin lämmönjohtavuus on pienempi kuin kuparin-nikkelin. Saman lämmönsiirron saavuttamiseksi titaaniputket saattavat tarvita ohuempia seiniä tai enemmän pinta-alaa. Käytännössä ero on pieni, koska titaaniputket voivat kulkea suuremmilla nopeuksilla ilman eroosiota.
Nopeusrajoitukset ja eroosionkestävyys
Virtausnopeus vaikuttaa sekä lämmönsiirtoon että putken käyttöikään.
| Materiaali | Suurin suositeltu nopeus (merivesi) | Eroosiomekanismi |
|---|---|---|
| GR1 titaania | 5–7 m/s | Ei yhtään (erittäin kestävä) |
| 70/30 Cu-Ni | 3–4 m/s | Suojakalvo kuluu |
| 90/10 Cu-Ni | 2–3 m/s | Suojakalvo kuluu |
| 316L ruostumatonta | 3–5 m/s | Ei eroosiota, mutta kuoppaa |
GR1-titaani voi kulkea suuremmilla nopeuksilla kuin kupari-nikkeli.Suurempi nopeus parantaa lämmönsiirtoa ja vähentää likaantumista. Tämä on merkittävä etu lauhduttimissa ja{1}}suurvirtausjäähdyttimissä.
Kupari-nikkeliputket syöpyvät hiekan tai roskan törmäyspisteissä. Titaani ei.
Biofouling vertailu
Merikasvu kiinnittyy kaikkiin materiaaleihin. Erona on siivoaminen.
| Materiaali | Biofouling-kiinnitys | Puhdistustoleranssi |
|---|---|---|
| GR1 titaania | Kohtalainen | Korkea (vesisuihku 10 000 psi:iin) |
| 70/30 Cu-Ni | Kohtalainen (kupari estää) | Matala (eroosio suihkun alla) |
| 316L ruostumatonta | Korkea | Kohtalainen |
Kupari-nikkelillä on luonnollinen biolikaantumiskestävyys, koska kupari-ionit tappavat meren eliöitä. Tämä on todellinen etu. Vaikutus kuitenkin heikkenee ajan myötä pintakalvojen kehittyessä.
Titaanilla ei ole tätä ominaisuutta. Biofouling kiinnittyy helposti. Mutta titaani sietää aggressiivista puhdistusta, joka tuhoaisi kupari-nikkeliputket. Korkeapaineinen-vesisuihku (5 000–10 000 psi) poistaa likaantumisen vahingoittamatta titaania.
Kustannusten vertailu
Ensimmäinen kustannus vs. elinkaarikustannukset.
| Materiaali | Suhteellinen materiaalikustannus | Tyypillinen putken käyttöikä | Elinkaarikustannus |
|---|---|---|---|
| GR1 titaani (hitsattu) | 3–4x 316L | 20+ vuotta | Alhaisin merivedelle |
| 70/30 Cu-Ni | 2–3x 316L | 10-15 vuotta | Keskikokoinen |
| 90/10 Cu-Ni | 1.5–2x 316L | 5-10 vuotta | Keski{0}}korkea |
| 316L ruostumatonta | 1x (perustaso) | 1-3 vuotta | Korkein (vaihdetaan usein) |
316L:llä on alhaisimmat alkukustannukset, mutta korkeimmat elinkaarikustannukset merivesipalvelussa. Toistuva uudelleenletkusto tarkoittaa seisokkeja, työvoimaa ja tuotannon menetystä.
GR1:llä on korkein ensimmäinen hinta, mutta alhaisimmat elinkaarikustannukset-pitkäaikaisissa merivesisovelluksissa. Putkinippu kestää kauemmin kuin muun lämmönvaihtimen.
Valmistuksen vertailu
| Materiaali | Rullaa | Hitsaus | Taivutus |
|---|---|---|---|
| GR1 titaania | Hyvä (vaatii puhtaat työkalut) | Vaatii argonsuojauksen | Erinomainen |
| 70/30 Cu-Ni | Erinomainen | Vakiomenettely | Hyvä |
| 316L ruostumatonta | Hyvä | Vakiomenettely | Hyvä |
GR1 vaatii puhtaat työkalut ja argonsuojauksen hitsaukseen. Tämä ei ole vaikeaa, mutta se eroaa kupari-nikkelistä tai ruostumattomasta teräksestä.
Kupari-nikkeli on helpoin valmistaa. Se käyttäytyy kuin tavalliset kupariseokset. Ei vaadi erityisiä suojauksia tai työkaluja.
316L on myös yksinkertainen, mutta vaatii huomiota lämmönsyötteeseen herkistymisen välttämiseksi.
Galvaaninen korroosio materiaaleja sekoitettaessa
Eri metallit, jotka joutuvat kosketuksiin meriveden kanssa, muodostavat akun. Yksi metalli syöpyy.
| Metallipari merivedessä | Tulos |
|---|---|
| Titaani + kupari-nikkeli | Kupari-nikkeli syövyttää (titaani on katodista) |
| Titaani + 316L | 316L syöpyy (titaani on katodista) |
| Titaani + hiiliteräs | Hiiliteräs syöpyy nopeasti |
| Kupari-nikkeli + 316L | Molemmat syöpyvät, arvaamattomia |
Titaani on meriveden katodisin yhteinen metalli. Kun se liitetään melkein mihin tahansa muuhun metalliin, toinen metalli syöpyy nopeammin.
Eristä titaaniputkilevyt erilaisista metalleista. Käytä muovisia tiivisteitä, päällystettyjä putkilevyjä tai titaani{1}}pinnoitettuja putkilevyjä.
Sovellussuositukset
Määritä GR1-titaani, kun:
Merivesi tai murtovesi putken puolella
Vaadittu käyttöikä on 15+ vuotta
Likaantunut tai seisova merivesi (sulfideja läsnä)
Suuri virtausnopeus (yli 3 m/s)
Paino on huolenaihe (offshore, mobiili)
Uudelleenletkukustannukset ovat korkeat (syrjäinen sijainti)
Määritä kupari{0}}nikkeli, kun:
Vain puhdas merivesi (ei sulfideja)
Biofouling-hallinta on kriittinen ja puhdistaminen vaikeaa
Alempi ensimmäinen hinta vaaditaan
Valmistus myymälän vakiovarusteilla on välttämätöntä
Määritä 316L, kun:
Ei klorideja nesteessä
Raikas vesi tai puhdas hiilivetypalvelu
Alhainen ensimmäinen hinta on ainoa kriteeri
Keskustele projektisi vaatimuksista
FAQ
1. Onko titaani aina parempi kuin kupari-nikkeli merivedessä?
Pitkään käyttöikään, kyllä. Kupari-nikkeli toimii ja maksaa vähemmän lyhytaikaisissa tai puhtaissa merivesisovelluksissa.GR1 titaaniputki korroosionkestävä merivesion parempi, mutta korkeampi ensimmäinen kustannus ei välttämättä ole perusteltua jokaisessa projektissa.
2. Peittyykö kupari-nikkeli todella saastuneessa merivedessä?
Kyllä. Hajoavasta orgaanisesta aineesta tai teollisuuspäästöistä peräisin olevat sulfidit tuhoavat kupari-nikkelin suojakalvon. Putket voivat epäonnistua kuukausissa. GR1 käsittelee sulfideja ongelmitta.
3. Voidaanko 316L koskaan käyttää merivedessä?
Vain erittäin puhtaassa, kylmässä,{0}}vähäkloridisessa merivedessä, jossa ei ole pysähtymistä. Silloinkin odotettavissa pisteen muodostumista 2–3 vuoden sisällä. Luotettavaan merivesihuoltoon 316 litraa ei suositella.
4. Kuinka paljon GR1 maksaa enemmän kuin 316L?
Tyypillisesti 3-4 kertaa materiaalikustannukset. Mutta 316L nippu saattaa olla tarpeen vaihtaa 2 vuoden välein. GR1-paketti kestää 20+ vuotta. Yli 20 vuotta GR1 on halvempi.
5. Onko titaanin alhaisemmalla lämmönjohtavuudella väliä?
Useimmissa lämmönvaihtimissa ei paljon. Titaaniputket voivat kulkea suuremmilla nopeuksilla ilman eroosiota, mikä kompensoi alhaisempaa johtavuutta. Monet lauhduttimet käyttävät titaania, jonka pinta-ala on sama kuin kupari-nikkeliä.
6. Voidaanko GR1:tä ja kupari-nikkeliä sekoittaa samassa lämmönvaihtimessa?
Ei suositella. Galvaaninen korroosio hyökkää kupari-nikkeliin. Jos sekoittamista ei voida välttää, eristä se sähköisesti ja pidä titaanikatodin alue pienenä.
7. Mikä kupari-nikkeli on parempi meriveteen?
70/30 Cu-Ni kestää pidempään kuin 90/10. 90/10, sillä on aluksi parempi biolikaantumiskestävyys, mutta se syöpyy nopeammin. Pitkäaikaisessa-merivedessä 70/30 on parempi.
8. Vaatiiko titaani korroosiovaraa?
Ei. GR1 ei syövytä mitattavissa olevalla nopeudella merivedessä. Putken seinämän paksuus määräytyy paineen ja käsittelylujuuden mukaan, ei korroosionvaran perusteella.
9. Mikä materiaali on helpoin rullata putkilevyiksi?
Kupari-nikkeli on helpoin. GR1 on myös hyvä, mutta vaatii puhtaat,-raudattomat työkalut. 316L on samanlainen kuin GR1.
10. Mikä on yleisin vaihtoskenaario?
Merivesijäähdyttimien 316 litran putket, jotka epäonnistuvat 1–3 vuoden kuluttua, vaihdettu uusiinhitsattu titaaniputki ASTM B338 Grade 1. Toiseksi yleisin on kupari-nikkeli sulfidi-laakerivedessä, joka on korvattu GR1:llä.
Tuotteen kuvaus
Valmistamme GR1-titaania, 90/10 kupari-nikkeliä, 70/30 kupari-nikkeliä ja 316L ruostumattomasta teräksestä valmistettuja putkia lämmönvaihtimen huoltoon.
Tehtaallamme on neljä omaa tuotantolinjaa. Titaaniputket pyörivät kylmillä pilger-myllyillä ja vedä penkkejä argon{1}}täytetyillä hehkutusuunilla.
Kupari-nikkeliputket käyttävät erillisiä vetopenkkejä, joissa on kontrolloidun ilmakehän hehkutus hapettumisen estämiseksi. Ruostumattomilla teräsputkilla on oma sarjansa erilaisilla työkaluilla ja voiteluaineilla.
Ei ristikontaminaatiota-materiaalien välillä.Titaanityökalut eivät koskaan kosketa ruostumatonta terästä tai kupari-nikkeliä. Raudanpoiminta ruostumattomasta teräksestä tuhoaisi titaanin korroosionkestävyyden. Erillinen työkalu estää tämän.
Tarkastuslaitteet kattavat kaikki kolme materiaalia: spektrometri kemian todentamiseen, ultraäänivirheilmaisimet, hydrostaattiset testaajat ja lasermikrometrit. Jokaisella materiaalityypillä on omat kalibrointistandardinsa.
Kaikilla putkilla on EN 10204 tyypin 3.1 mukaiset myllysertifikaatit. Kolmannen-osapuolen tarkastus (SGS, BV, TÜV) saatavilla mille tahansa materiaalille.
