التيتانيوم من الدرجة 12: الخصائص ومقاومة التآكل والتطبيقات

التيتانيوم الصف 12 (UNS R53400، Ti-0.3Mo-0.8Ni) غالبًا ما يوصف بأنه نسخة مطورة من التيتانيوم من الدرجة الثانية. تم تطوير درجة التيتانيوم منخفضة السبائك هذه من التيتانيوم النقي تجاريًا، وهي مصممة لمعالجة بعض قيود التيتانيوم النقي تجاريًا في تقليل البيئات وخدمة الكلوريد ذات درجة الحرارة المرتفعة.

إذا كان تطبيقك يتضمن درجات حرارة أعلى، أو محلول ملحي ساخن، أو مناطق راكدة، أو خطرًا أكبر لتآكل الشقوق، فإن التيتانيوم من الدرجة 12 يوفر بديلاً للتيتانيوم التقليدي من الدرجة 2.

في هذا الدليل، سوف تتعلم ما هو التيتانيوم من الدرجة 12، وكيف تعمل عناصر السبائك الخاصة به على تحسين أدائه، ومتى يجب أن تفكر في الترقية من الدرجة 2 إلى الدرجة 12.

التيتانيوم من الدرجة 12 عبارة عن سبيكة -منخفضة المقاومة للتآكل-من التيتانيوم بتركيبة اسمية Ti-0.3Mo-0.8Ni.

تعيين UNS الخاص بها هو R53400، ويتم تحديده بشكل شائع على أنه Ti-0.3Mo-0.8Ni.

التركيب الكيميائي (ASTM B265 / B348)

تعد إضافة النيكل والموليبدينوم هي الفرق الرئيسي بين التيتانيوم من الدرجة 12 والتيتانيوم النقي من الدرجة الثانية تجاريًا.

عند تحديد التيتانيوم درجة 12 لتطبيق متطلب، يمكن أن توفر إضافات السبائك هذه مقاومة محسنة لبعض بيئات الاختزال، ومحاليل الكلوريد الساخنة، وتآكل الشقوق مقارنة بالتيتانيوم النقي تجاريًا.

يتوفر التيتانيوم من الدرجة 12 في أشكال منتجات مختلفة، بما في ذلكقضبان وألواح وصفائح من التيتانيوم، وأنابيب، ومطروقات، وفلانشات، ومثبتات، ومكونات مخصصة -مشغولة آليًا.

المعايير المعمول بها

بالنسبة لتطبيقات قضبان التيتانيوم والقضبان المعدنية من الدرجة 12، تحدد ASTM B348/B348M متطلبات قضبان وقضبان التيتانيوم وسبائك التيتانيوم، بما في ذلك الدرجة 12.

الخواص الميكانيكية

يوفر التيتانيوم من الدرجة 12 قوة معتدلة مع ليونة جيدة وقابلية للتشكيل وقابلية اللحام.

إحدى المزايا العملية للتيتانيوم من الدرجة 12 هي قوتها الأعلى مقارنةً بالدرجة 2. اعتمادًا على الضغط ودرجة الحرارة ومتطلبات التصميم، قد تسمح لك هذه القوة الأعلى باستخدام أقسام أقل سمكًا في ضغط معين-يحتوي على مكونات وأنظمة أنابيب.

في مياه البحر المحيطة

يُظهر الصف 12 مقاومة ممتازة للتآكل في مياه البحر المحيطة ويؤدي أداءً مشابهًا للصف 2. وفي بيئات مياه البحر التي تحتوي على تركيزات عالية من الكلوريد، يُظهر الصف 12 أيضًا مقاومة جيدة للتآكل ويقاوم بشكل فعال تآكل الشقوق في البيئات البحرية.

في مياه البحر الدافئة والبيئات التي تحتوي على نسبة عالية من الكلوريد-.

هذه إحدى المزايا الرئيسية للصف 12 مقارنة بالصف 2.

يظهر الدرجة 2 مقاومة ممتازة للتآكل في بيئات مياه البحر، ولكن خطر تآكل الشقوق يزداد مع ارتفاع درجات الحرارة، خاصة في البيئات الراكدة أو المعرضة للشقوق- أو البيئات الملوثة بمياه البحر.

• تعمل الدرجة 12 على تحسين مقاومة تآكل الشقوق بشكل ملحوظ من خلال إضافة Ni (النيكل) وMo (الموليبدينوم). وقد أظهرت الدراسات أن:
• يُظهر الصف 12 مقاومة فائقة للتآكل في الشقوق مقارنة بالصف 2 في ظل ظروف محددة؛
• تمت دراسة الصف 12 في محلول 0.27 مول/لتر من كلوريد الصوديوم عند درجات حرارة تصل إلى 120 درجة مئوية؛
• في ظل ظروف محددة خاضعة للرقابة، يمكن للصف 12 الحفاظ على مقاومته لتآكل الشقوق عند درجات حرارة أعلى بكثير من نطاق التشغيل النموذجي للتيتانيوم النقي تجاريًا.

دراسة ASTM عن سلوك التآكل الشق لسبائك التيتانيوم

ولذلك، فإن الدرجة 12 مناسبة بشكل خاص لمياه البحر الساخنة، والمحلول الملحي، والمبادلات الحرارية لمياه البحر، وغيرها من البيئات التي تحتوي على -كلوريد درجة الحرارة العالية-، خاصة في التطبيقات التي قد تواجه فيها الدرجة 2 خطرًا أكبر لتآكل الشقوق.

في الحد من البيئات الحمضية

يُظهر الصف 12 مقاومة فائقة للتآكل مقارنةً بالصف 2 في بعض البيئات الحمضية المخفضة. في ظل ظروف اختبار محددة، يمكن أن يتحمل الصف 12 تركيزات حمض الهيدروكلوريك التي تبلغ حوالي 1%، بينما يمكن أن يتحمل الصف 2 تركيزات تبلغ حوالي 0.1%.

1. مياه البحر ذات درجة الحرارة العالية-وأنظمة المياه المالحة الساخنة-

إذا كانت أجهزتك تعمل في -درجات حرارة عالية، وبيئات عالية-من الكلوريد حيث يكون تآكل الشقوق أمرًا مثيرًا للقلق، فقد يكون التيتانيوم من الدرجة 12 خيارًا مناسبًا.

تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

• أنظمة مياه البحر ذات درجة الحرارة المرتفعة-
• معدات معالجة المياه المالحة- الساخنة
• أنظمة المحلول الملحي المركز
• -مبادلات حرارية لمياه البحر ذات درجة حرارة عالية
• كلوريد-يحتوي على معدات معالجة

2. المبادلات الحرارية لمياه البحر ومعدات التبريد

يعد التيتانيوم من الدرجة 12 مفيدًا بشكل خاص عندما تحتاج إلى مقاومة محسنة للتآكل في ظل درجات الحرارة وظروف الكلوريد الصعبة.

يمكنك أن تفكر في ذلك من أجل:

• مبادلات حرارية لمياه البحر
• المكثفات
• مبردات مياه البحر
• مبادلات حرارية ساخنة-للماء الملحي
• أنظمة التبريد-المياه

3. تحلية مياه البحر

مناسب لمعدات تحلية مياه البحر الحرارية ذات درجة الحرارة العالية-، وخاصة المكونات المعرضة لمحلول ملحي مركز بدرجة حرارة عالية- ووسائط كلوريد عالية-.

4. البيئات الكيميائية والكلوريدية

مناسب للمعدات والمكونات المستخدمة في الكلور الرطب، والذي يحتوي على-كلوريد درجة الحرارة العالية-، وبعض البيئات الحمضية المخفضة.

5. الطاقة الحرارية الأرضية

مناسب للمبادلات الحرارية وخطوط الأنابيب والمكونات ذات الصلة المستخدمة في البيئات-ذات درجات الحرارة العالية والملوحة العالية-والكلوريد-التي تحتوي على سوائل الطاقة الحرارية الأرضية.

6. مرافق الطاقة البحرية

مناسب للمعدات المستخدمة في منشآت النفط والغاز البحرية وغيرها من منشآت الطاقة التي تتلامس مع الوسائط التي تحتوي على-المحلول الملحي أو مياه البحر أو الكلوريد-ذات الحرارة العالية.

التيتانيوم من الدرجة 12 عبارة عن سبيكة تيتانيوم مطورة مقاومة للتآكل-مصممة للتطبيقات التي قد يواجه فيها التيتانيوم من الدرجة 2 ظروف خدمة أكثر تطلبًا.

مع إضافات صغيرة فقط تبلغ حوالي 0.8% نيكل و0.3% موليبدينوم، يمكن أن توفر الدرجة 12 ما يلي:

• الحد الأدنى لمقاومة الخضوع أعلى بنسبة 25% تقريبًا من الدرجة 2 في ظل خصائص ملدنة محددة بشكل شائع
• مقاومة محسنة لتآكل الشقوق في بيئات كلوريد معينة ذات درجات حرارة عالية-.
• مقاومة أفضل للبيئات الحمضية المخفضة المختارة
• مقاومة ممتازة للتآكل في العديد من تطبيقات مياه البحر
• قابلية اللحام الجيدة والليونة
• مزيج مفيد من مقاومة التآكل والقوة المعتدلة

بالنسبة لمياه البحر الساخنة، والتصاميم المعرضة للركود أو الشقوق، ومياه البحر الملوثة، والمحلول الملحي عالي الكلوريد-، والخدمات الكيميائية البحرية المجمعة-، فإن التيتانيوم من الدرجة 12 هو مادة يجب أن تفكر فيها بجدية.

توفر ZC Titanium قضبان وألواح وأنابيب من التيتانيوم من الدرجة 12 والمطروقات والفلنجات والمثبتات ومكونات التيتانيوم المخصصة، مع إمكانية تتبع المواد ووثائق MTC المتاحة وفقًا لمتطلبات المشروع.