Gr12チタンチューブ Ti-0.3Mo-0.8Ni 特性

Gr12 チタンチューブ：Ti-0.3Mo-0.8Ni 化学組成と用途

Gr12 は、非合金チタンを攻撃する酸や高温塩化物隙間を、パラジウム含有グレードの価格上昇なしに、また合金構造グレードの強度や加工性の低下なしに解決するチタングレードです。モリブデンを 0.2～0.4%、ニッケルを 0.6～0.9% 含み、この 2 つの添加物がこのグレードのすべてです。

モリブデンとニッケルが果たす役割

どちらの元素もベータ安定化剤であるため、Gr2 よりもわずかに強度が高くなり、酸素が少ない環境での不動態皮膜の挙動が変化します。ニッケルは耐食性において重要です。還元条件下で皮膜が再形成される速度を増加させますが、これは狭い隙間の中や堆積物の下など、局所的な酸素が消費され pH が低下した状況にまさに当てはまります。

その結果、穏やかな酸化サービスでは Gr2 と同様に、実際に故障を引き起こす条件（高温塩化物水中のガスケット接合部、冷却器のチューブシートへのチューブの隙間、希薄な還元酸）では Gr2 よりも大幅に優れた性能を発揮するグレードになります。機械的特性は Gr2 に近く、最小降伏強度は約 330 MPa、伸びも良好であるため、材料は曲げ、溶接、チューブシートへの圧延が容易です。

トレードオフはコストと入手性です。モリブデンとニッケルは製錬所が購入して管理する必要のある合金添加物であるため、Gr12 は Gr2 よりも高価であり、在庫サイズも少なくなります。用途が真に酸化性である場合、そのプレミアムは何ももたらさず、Gr2 が正しい選択肢のままです。用途に高温隙間または還元流が含まれる場合、Gr12 は通常、最初のメンテナンスサイクルで元が取れます。

B861、B338 および証明書の規格

ASTM B861 はシームレスパイプ規格、ASTM B338 はシームレスチューブ規格です。違いは冶金ではなく寸法システムにあります。パイプは公称サイズとスケジュールで注文され、チューブは外径と肉厚で注文されます。B338 に準拠したチューブと B861 に準拠した同じグレードのパイプは同じ合金ですが、公差、試験頻度、マーキングが異なり、購入者は図面に一致するものを指定する必要があります。

このページには両方の参照が含まれています。これは、両方の形態を在庫しているサプライヤーにとっては一般的です。また、タイトルにグレード 5 というフレーズが含まれていますが、これは注意が必要です。Gr5 は Ti-6Al-4V であり、全く異なる合金で、最小降伏強度は約 828 MPa です。両者を互換することは決してありません。図面で耐食性のために Gr12 を指定した場合、Gr5 は同じ用途で腐食します。図面で強度のために Gr5 を指定した場合、Gr12 は負荷を支えられません。

純度に関する記述の訂正

このページの説明は 99.5% の最小純度に言及していますが、これは非合金チタンに属する表現です。合金は定義上他の元素を含み、Gr12 は意図的に約 1% のモリブデンとニッケルを含んでいます。管理文書は規格の化学組成表であり、モリブデン、ニッケル、鉄、酸素、炭素、窒素、水素の範囲、およびその他の元素の残留限界を設定します。

購入者にとって、実用的な結果は、化学分析または指定された範囲内のモリブデンとニッケルの両方を示す陽性材料識別読み取りに基づいて受け入れを行うことです。チタン含有量のみを報告する証明書は、Gr12 と Gr2 を区別できず、その区別こそが購入が行われた理由です。

サイズ、肉厚、製品形態

このページの寸法フィールドは、外径 5～114 mm、肉厚 0.3～10 mm、長さ最大 1200 mm であり、内径範囲はこれら 2 つの数値から導き出されます。Gr12 の注文では、このグレードは通常、計装ライン用ではなく、化学および熱交換器用途で購入されるため、実用的な範囲は狭く、肉厚は最小重量ではなく、耐食性許容値と圧力のために選択されます。

腐食性用途での肉厚には、圧力要件だけでなく、許容値を含める必要があります。圧力の最小肉厚で設計され、その後、遅い全体腐食または入口での浸食によって金属が失われたチューブは、設計寿命よりも早く限界に達します。見積もり段階で 0.5 mm を追加することは、バンドルを交換するよりもはるかに安価です。

加工に関する注意

Gr12 は同等フィラーと完全アルゴンシールドで良好に溶接でき、チタンは溶接温度で酸素と窒素を吸収するため、溶接手順では内側のパージを指定する必要があります。結果として得られる溶接は硬く脆くなります。チタンの変色した溶接は汚染された溶接であり、受け入れに使用される色スケールは、意見に任せるのではなく、手順に書き込む必要があります。

成形は Gr5 よりも Gr2 に近いですが、わずかに高い強度のため、曲げ時のバネ戻りがわずかに大きく、最小曲げ半径もわずかに大きくなります。チューブシートへのチューブ圧延は日常的ですが、チューブ端が焼きなましされ、清浄であることが条件です。薄肉チューブへのねじ切りは推奨されません。ねじ込み接続が必要な場合は、肉厚の厚いチューブまたは溶接継手を使用する方が良い詳細です。

用途と注文

典型的な用途は、還元流を扱う化学プラントの熱交換器および冷却器、チューブ対チューブシート接合部が高温になる塩化物含有冷却水、パルプおよび製紙漂白プラント用途、希薄酸にさらされる容器内部品です。航空宇宙および医療機器も、構造用合金の重量なしに、中程度の強度と耐食性の組み合わせが必要な場合に使用されます。

注文には、規格と製品形態、化学組成を含む Gr12 としてのグレード、公差付きの外径と肉厚、長さ、焼きなまし状態、表面要件、およびテストパッケージを指定する必要があります。EN 10204 の 3.1 証明書（化学組成、引張特性、水圧または渦電流試験、および熱番号付き）は、このグレードの通常の期待値です。

注文をリリースする前に、もう一度確認する価値があります。図面が本当に合金を必要としているか、そして隙間または還元条件が選択の駆動力であったものが現在の設計にまだ存在するかどうかを確認してください。Gr12 は特定の質問に対する優れた回答であり、最も高価な間違いは、Gr2 が 20 年間完璧に機能した用途のためにそれを購入することです。

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