درجات ومعايير أنابيب توليد الطاقة
يتم طلب أنابيب التيتانيوم غير الملحومة لخدمة توليد الطاقة عبر الدرجات النقية تجاريًا والسبائك المقاومة للتآكل، والتي يشار إليها عادةً باسم مجموعة Gr1 إلى Gr12. يوفر الدرجة 1 أعلى ليونة وأفضل قابلية للتشكيل على البارد، مما يناسب التوسع في صفائح الأنابيب. الدرجة 2 هي المادة الأساسية للمكثفات والمبادلات الحرارية، وتجمع بين القوة الجيدة والمقاومة الممتازة للكلوريدات. يتم استخدام الدرجة 3 عندما تكون هناك حاجة إلى قوة أعلى قليلاً دون فقدان القابلية للتشكيل. تضيف الدرجة 7 0.12 إلى 0.25% البلاديوم لتقليل أو عدوانية البيئات الحاملة للكلوريد، والصف 9 (3% ألومنيوم، 2.5% فاناديوم) والصف 12 (0.3% موليبدينوم، 0.8% نيكل) توفر قوة أعلى وبديل أقل تكلفة لدرجات تحمل البلاديوم على التوالي.
المواصفات الحاكمة هي ASTM B338 للأنابيب غير الملحومة والملحومة المستخدمة في المكثفات والمبادلات الحرارية، ASTM B337 للأنابيب الملحومة، ASTM B 861 للأنابيب غير الملحومة وASTM B 862 للأنابيب الملحومة. يتم اقتباس المعادلات الصينية واليابانية مثل GB/T 3624، وGB/T 3625، وJIS H 4630 بشكل متكرر جنبًا إلى جنب مع المشروعات التي يتم الحصول عليها من آسيا، ويتم تعيين تصنيفات الدرجات الوطنية TA1 وTA2 وTA9 وTA10 وTA18 على درجات ASTM المقابلة.
نطاق الأبعاد والتسامح
يتم إنتاج الأنبوب غير الملحوم عن طريق البثق متبوعًا بالدرفلة، مما يسمح بظرف واسع الحجم بالإضافة إلى خدمة القطع حسب الطول على المنتج المستقيم والملفوف.
| المعلمة | يتراوح |
|---|---|
| القطر الخارجي | 3 ملم إلى 300 ملم |
| سمك الجدار | 0.2 ملم إلى 5.5 ملم |
| طول | 50 ملم إلى 6000 ملم، أو قطع حسب الطلب |
| شكل القسم | مستديرة أو مربعة أو بيضاوية أو ملفوفة |
| التسامح الأبعاد | وفقًا لمعيار ASTM B338، أو الموافقة على رسم العميل |
| التسامح الجدار | عادة في حدود 10٪ من الاسمية |
| حالة السطح | مشرق صلب، مخلل أو مصقول |
| إنهاء النهاية | عادي أو مشطوف أو ملولب عند الطلب |
تؤثر نقطتا التصنيع على القدرة على التحمل. يتم تقويم التجاويف المبثوقة قبل الدرفلة النهائية، نظرًا لصعوبة إزالة الانحناء المتبقي بعد الدرفلة دون الإضرار بالتجويف. يتم التحكم في انحراف الجدار في مرحلة الثقب وليس في مرحلة التشطيب، نظرًا لأن الانحراف المركزي الذي تم إدخاله مبكرًا يميل إلى الاستمرار خلال تسلسل التخفيض بأكمله.
أداء التآكل والضغط ودرجة الحرارة
يرجع الفضل في مقاومة التيتانيوم للتآكل إلى طبقة الأكسيد الثابتة -ذاتية الإصلاح والتي تتشكل-في غضون أجزاء من الثانية من التلف الميكانيكي. تتمثل الفوائد العملية في خدمة مياه التبريد في التحرر من الحفر تحت الرواسب، والحصانة ضد التشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد، والتسامح مع سرعات التدفق العالية التي قد تؤدي إلى تآكل سبائك النحاس.
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| كثافة | 4.51 جم/سم3 |
| درجة حرارة الخدمة المستمرة | ما يصل إلى 600 درجة مئوية للدرجات النقية تجاريا |
| استطالة | تصل إلى 25% |
| معامل مرن | حوالي 105 جيجا باسكال |
| السلوك المغناطيسي | غير-مغناطيسي |
| نجارة ميكانيكية | يتدحرج أو يتمدد إلى صفائح أنبوبية دون أن يتشقق |
عادةً ما يُفضل أنبوب الدرجة 1 والدرجة 2 أقل من 300 درجة مئوية في المكثفات المبردة بمياه البحر، في حين يتم تحديد محمل البلاديوم من الدرجة 7 حيث يتم تقليل جانب العملية أو حيث يكون امتصاص الهيدروجين خطرًا. فوق الحد العملي للدرجات النقية تجاريًا، يتم اختيار سبائك ذات قوة أعلى ويجب استيعاب فرق التمدد الحراري مقابل الغلاف الفولاذي في تصميم وصلة صفائح الأنبوب.
مسار التصنيع واختبار الجودة
يبدأ تسلسل الإنتاج من إسفنجة التيتانيوم من خلال ضغط القطب الكهربائي وصهر القوس الفراغي إلى قضيب قضيبي مطروق. يتم ثقب البليت وقذفه، ثم دحرجته إلى سمك الجدار النهائي، وتقويمه، وتصلبه، ومخلله أو تلدينه بشكل لامع. يتم استخدام الحفر البارد للجدار الرقيق والمنتجات ذات القطر الصغير حيث تكون دقة الأبعاد أكثر أهمية.
اختبار الموجات فوق الصوتية لجسم الأنبوب للعيوب الداخلية والخارجية
اختبار الضغط الحالي أو الهيدروستاتيكي لسلامة الجدار
اختبارات التسطيح والحرق للتأكد من ليونة الأنبوب النهائي
التحليل الكيميائي واختبار الشد لكل دفعة
حجم الحبوب وفحص البنية المجهرية حيثما تم تحديد ذلك
شهادة المطحنة إلى EN 10204 3.1 تغطي التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية
تتبع معايير تكرار الاختبار والقبول المعيار المطلوب، ويتوفر فحص إضافي مثل اختبار ضغط الهواء تحت الماء عندما يتطلب ذلك طلب مكثف عالي النزاهة.
تطبيقات المكثف والمبادل الحراري ومياه البحر
المكثفات السطحية البخارية في محطات الطاقة الحرارية والنووية باستخدام مياه البحر أو مياه التبريد قليلة الملوحة
المبادلات الحرارية في تحلية المياه ومعالجة المياه وخدمة العمليات الكيميائية
دوائر التبريد للمولدات والمعدات المساعدة حيث يكون تلوث النحاس غير مقبول
خطوط نقل السوائل والغاز والنفط في حالة تآكل
أنابيب نقل الضغط والحرارة في وحدات معبأة مدمجة
التطبيقات المعمارية والبحرية والترفيهية حيث يكون التعرض للملح مستمرًا
في مكثفات مياه البحر، عادة ما يكون وضع الفشل المحدود هو تسرب وصلة الأنبوب إلى صفائح الأنبوب بدلاً من تآكل جسم الأنبوب، وبالتالي فإن إجراء التوسيع وعمق الحز واختيار الدرجة الأولى لتوسيع اللفة لا تقل أهمية عن مواصفات الأنبوب نفسها.
التعليمات
س: ما هو الفرق بين أنبوب التيتانيوم من الدرجة 1 والصف 2؟
الدرجة 1 أكثر ليونة وأكثر ليونة، لذلك تتوسع إلى صفائح أنبوبية مع خطر أقل للتشقق، بينما توفر الدرجة 2 قوة أعلى وهي الخيار الأكثر شيوعًا للأغراض العامة للمكثفات والمبادلات الحرارية.
س: ما هي المعايير التي تغطي أنابيب التيتانيوم غير الملحومة؟
ينطبق ASTM B338 على الأنابيب غير الملحومة والملحومة للمكثفات والمبادلات الحرارية، ويطبق ASTM B861 على الأنابيب غير الملحومة، بينما يغطي ASTM B337 وASTM B862 المعادلات الملحومة. GB/T 3624، GB/T 3625 وJIS H 4630 هي المعايير الوطنية المقابلة.
س: ما هو القطر ونطاق الجدار المتاح؟
يتم إنتاج الأقطار الخارجية من 3 مم إلى 300 مم وسمك الجدار من 0.2 مم إلى 5.5 مم بشكل قياسي، بأطوال تصل إلى 6000 مم أو مقطعة حسب الطلب.
س: متى يجب اختيار الصف السابع أو الصف الثاني عشر؟
يتم اختيار الدرجة 7 للبيئات التي تحتوي على كلوريد أو تقلل بشدة حيث تكون مقاومة تآكل الشقوق وامتصاص الهيدروجين أمرًا بالغ الأهمية. الدرجة 12 هي بديل أقل تكلفة لتقليل الظروف بشكل معتدل حيث لا يكون هناك ما يبرر إضافات البلاديوم.
س: هل الأنبوب الملحوم مقبول لخدمة محطة توليد الكهرباء؟
يتم قبول الأنبوب الملحوم المصنوع وفقًا لمعيار ASTM B337 أو ASTM B862 في العديد من واجبات المكثف والمبادل الحراري. يظل الأنبوب غير الملحوم هو المفضل للضغط العالي أو درجة الحرارة المرتفعة أو الخدمة الدورية لأنه يلغي التماس اللحام كموقع بدء محتمل.
