Description détaillée du produit
Application et conformité
Les tubes sans soudure en titane ASME SB338 Gr.2 et Gr.7 sont spécifiés pour les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes fonctionnant dans des environnements très corrosifs où l'acier au carbone, l'acier inoxydable et les alliages de cuivre échouent prématurément. Dans les condenseurs de surface des centrales électriques côtières utilisant l'eau de mer comme fluide de refroidissement, les tubes en titane résistent à la piqûration par chlorure, à la corrosion caverneuse et à la corrosion par érosion qui détruisent les tubes en Cu-Ni et en acier inoxydable en quelques années. Dans les systèmes de refroidissement des réacteurs nucléaires, les tubes en titane offrent la combinaison requise de résistance à la corrosion, de stabilité thermique et de longue durée de vie sous exposition aux radiations. Dans les usines de dessalement d'eau de mer, les tubes en titane résistent à une exposition continue à la saumure à haute teneur en chlorures à des températures élevées. Dans les échangeurs de chaleur de traitement chimique, ils traitent les acides oxydants, les chlorures et les solutions d'hypochlorite.
Les tubes sont fabriqués et testés conformément à l'ASME SB-338 / ASTM B338, à l'ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II-D pour la base de contrainte admissible, et à l'ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII Division 1 pour les applications de frontière de pression. Une certification est disponible selon la norme EN 10204 Type 3.1 ou 3.2.
Problème résolu
Les tubes en titane résolvent le problème de la défaillance prématurée des échangeurs de chaleur causée par la corrosion induite par les chlorures. Les tubes en cuivre-nickel et en acier inoxydable subissent une piqûration, une corrosion caverneuse et une fissuration par corrosion sous contrainte dans l'eau de refroidissement contenant des chlorures, entraînant une perforation de la paroi du tube, une contamination de l'eau de refroidissement et des arrêts imprévus. Le titane forme un film d'oxyde stable et protecteur qui se régénère immédiatement lorsqu'il est endommagé, offrant une immunité à l'attaque par les chlorures dans l'eau de mer et l'eau saumâtre. Les tubes en titane offrent généralement 20 à 30 ans de durée de vie dans les applications de refroidissement à l'eau de mer, éliminant le coût récurrent du remplacement des faisceaux de tubes tous les 3 à 5 ans associé aux alliages de cuivre.
Spécification du matériau – ASME SB338 Gr.2 et Gr.7
L'ASME SB-338 / ASTM B338 couvre 28 grades de tubes en titane et en alliage de titane sans soudure et soudés pour les condenseurs de surface, les évaporateurs et les échangeurs de chaleur. Le grade 2 est du titane non allié avec une résistance modérée et une excellente résistance à la corrosion. Le grade 7 est du titane non allié plus 0,12 à 0,25 % de palladium, offrant une résistance améliorée à la corrosion caverneuse dans les environnements acides réducteurs et chlorés.
Grade 2 (UNS R50400)
Le grade 2 est le grade de titane le plus utilisé pour les tubes d'échangeur de chaleur. C'est un titane non allié avec une excellente résistance à la corrosion dans les environnements oxydants et légèrement réducteurs, une bonne soudabilité et une ductilité élevée.
Grade 7 (UNS R52400)
Le grade 7 est identique au grade 2 avec l'ajout de 0,12 à 0,25 % de palladium. L'ajout de palladium améliore la résistance à la corrosion caverneuse dans les environnements à haute teneur en chlorures et en acides réducteurs, élargissant la gamme de conditions où le titane peut être utilisé.
Composition chimique (selon ASME SB338)
| Élément | Gr.2 (%) | Gr.7 (%) |
|---|---|---|
| Titane (Ti) | Équilibre | Équilibre |
| Carbone (C) | 0,1 max | 0,08 max |
| Fer (Fe) | 0,3 max | 0,30 max |
| Hydrogène (H) | 0,015 max | 0,015 max |
| Azote (N) | 0,03 max | 0,03 max |
| Oxygène (O) | 0,25 max | 0,25 max |
| Palladium (Pd) | — | 0,12 – 0,25 |
| Résidus (chacun / total) | 0,10 / 0,40 max | 0,10 / 0,40 max |
Propriétés mécaniques (selon ASME SB338)
| Propriété | Gr.2 | Gr.7 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction, min | 345 MPa (50 ksi) | 345 MPa (50 ksi) |
| Limite d'élasticité (décalage de 0,2 %), min | 275 MPa (40 ksi) | 275 MPa (40 ksi) |
| Allongement sur 50 mm, min | 20 % | 20 % |
| Module d'élasticité | 105 GPa | 105 GPa |
| Densité | 4,51 g/cm³ | 4,51 g/cm³ |
| Conductivité thermique | 16,4 W/m·K | 16,4 W/m·K |
| Point de fusion | 1660 – 1670°C | 1660 – 1670°C |
Processus de fabrication
Les tubes en titane sans soudure sont produits par étirage à froid ou laminage à froid à partir de barres ou de creux de tubes en titane. Le processus de fabrication comprend l'inspection des matières premières, le perçage ou l'extrusion, l'étirage à froid, le dégraissage et le nettoyage, le recuit dans un four à atmosphère contrôlée, le redressage, la coupe à longueur et l'inspection finale. Pour le grade 7, l'ajout de palladium est effectué lors de la fusion pour assurer une distribution uniforme dans toute la paroi du tube. La surface du tube fini est décapée ou recuite brillante pour éliminer la calamine d'oxyde et fournir une surface propre et résistante à la corrosion. Les tubes de grade 2 sont recuits à 600 à 700°C.
Gamme de tailles
Diamètre extérieur : 6,0 mm à 219,0 mm.
Épaisseur de paroi : 0,5 mm à 12,0 mm.
Longueur : jusqu'à 26 m (personnalisable).
Rayon de courbure et longueur de branche : fabriqués sur mesure selon les dessins du client.
Tests et contrôle qualité
Chaque tube en titane est soumis aux tests suivants conformément à l'ASME SB-338 :
Test hydrostatique— Chaque tube est soumis à un test hydrostatique, sauf si un test électrique non destructif est spécifié comme substitut par l'acheteur.
Contrôle par courants de Foucault (ET)— 100 % des tubes sont testés pour les défauts de surface et de sous-surface.
Contrôle par ultrasons (UT)— Pour la détection des discontinuités internes.
Test d'écrasement— Évalue la ductilité et détecte les feuilletages ou les soudures.
Test d'évasement— Évalue la résistance à la déformation et la constance de l'épaisseur de paroi.
Test de dureté (HT)— Vérifie l'état du matériau.
Analyse de la composition chimique— Analyse spectrométrique ou chimique humide pour vérifier le titane, le palladium et les éléments interstitiels.
Inspection dimensionnelle— Vérification du diamètre extérieur, de l'épaisseur de paroi, de la longueur et du rectiligne.
Documentation
Chaque expédition est accompagnée d'une documentation complète comprenant les certificats d'essai en usine (EN 10204 Type 3.1), les enregistrements de traitement thermique, les rapports de test hydrostatique, les rapports de CND (ET, UT le cas échéant), les rapports d'inspection dimensionnelle et les enregistrements de traçabilité des matériaux.
Guide de sélection des grades
| Environnement de service | Grade recommandé | Raison |
|---|---|---|
| Eau de mer avec chloration continue | Gr.2 | Résistance à la corrosion suffisante à moindre coût |
| Eau de mer avec chloration intermittente ou risque élevé de crevasses | Gr.7 | Le palladium améliore la résistance à la corrosion caverneuse |
| Saumure à haute température (>120°C) | Gr.7 | Le Pd améliore la résistance à l'attaque acide réductrice |
| Acide chlorhydrique ou sulfurique dilué | Gr.7 | Le Pd offre une résistance à la corrosion dans les acides réducteurs |
| Acides oxydants, acide nitrique | Gr.2 | Film d'oxyde natif résistant aux milieux oxydants |
Applications
Les tubes sans soudure en titane ASME SB338 Gr.2 et Gr.7 sont utilisés dans :
Échangeur de chaleur à calandre et à tubes— Transfert de chaleur côté tube ou côté calandre en service corrosif
Condenseurs de surface— Refroidissement à l'eau de mer des centrales électriques côtières
Réacteurs nucléaires— Circuits de refroidissement primaires et secondaires
Dessalement de l'eau de mer— Échangeurs de chaleur à évaporation flash multi-étages et osmose inverse
Traitement chimique— Échangeurs de chaleur traitant des chlorures, des acides et des milieux oxydants
Évaporateurs— Évaporateurs à film tombant et à circulation forcée
Plaque tubulaire d'échangeur de chaleur— Joints tube-plaque tubulaire dans les tubes en titane et plaqués titane
Ingénierie marine— Systèmes de refroidissement à bord des navires et échangeurs de chaleur des plateformes offshore
Pour un devis rapide sur les tubes sans soudure en titane ASME SB338 Gr.2 ou Gr.7, veuillez fournir les informations suivantes :
Quantité (nombre de pièces ou poids)
Grade (Gr.2 ou Gr.7)
Diamètre extérieur et épaisseur de paroi
Longueur requise (droite ou en U)
Exigence de finition de surface (Recuit / Décapé / Recuit brillant)
Préparation des extrémités (extrémités lisses ou chanfreinées)
Délai de livraison requis
