Tubos de titânio de 3 3,5 4 polegadas Tubos de titânio de alta resistência Tubos de liga de titânio sem costura de grau 5 para a indústria

A liga de titânio de grau 5, universalmente conhecida como Ti-6Al-4V, foi originalmente desenvolvida para estruturas aeroespaciais onde a demanda por força máxima com peso mínimo prevalecia sobre todas as outras considerações.A sua posterior adopção no serviço industrial, petróleo e gás, geração de energia,Engenharia naval reflete o reconhecimento de que as propriedades que fazem um excelente componente do motor a jato também fazem um excelente tubo industrial para as aplicações mais exigentes.

A resistência do titânio Gr5 coloca-o numa categoria diferente das classes de titânio comercialmente puras, com uma resistência à tração mínima de 895 MPa e valores típicos superiores a 950 MPa na condição de aquecimento,O grau 5 aproxima-se da resistência dos aços de alta resistência, mas pesa aproximadamente 45% menos.altera os cálculos de engenharia para qualquer aplicação em que o tubo contribui para as cargas estruturais ou em que o peso do próprio sistema de tubulação é uma restrição de projetoEm plataformas offshore, onde cada quilo de equipamento superior deve ser suportado pela estrutura, a redução de peso do Gr5 em relação ao aço multiplica-se através de todo o sistema: tubos mais leves,suportes para isqueiros, estrutura mais leve, equipamento de elevação menor.

A resistência do Gr5 pode ser reforçada através de tratamento térmico.Tratamento por solução a aproximadamente 950 ∼ 970 °C, seguido de amortecimento e envelhecimento a 480 ∼ 595 °C, pode aumentar a resistência à tração para além de 1100 MPaEsta condição de tratamento térmico é utilizada para as aplicações mais exigentes: sistemas hidráulicos de alta pressão, tubos de processo de ultra-alta pressão,e componentes estruturais em que a resistência máxima da liga deve ser plenamente explorada.

A capacidade de temperatura de serviço é uma vantagem adicional do Gr5 em relação ao titânio puro comercialmente.Gr5 mantém a resistência útil e a resistência à oxidação a aproximadamente 400°CEste envelope de temperatura mais amplo abre aplicações em tubos de trocadores de calor de processo, linhas de descarga de compressores, tubulações auxiliares de turbinas de gás,e outros serviços em que a temperatura elevada se combina com condições corrosivas.

O desempenho de fadiga do Gr5 merece uma atenção especial em aplicações industriais sujeitas a ciclos de pressão, vibração ou ciclos térmicos.A liga apresenta um limite de fadiga bem definido no ar, e quando devidamente fabricado com acabamento de superfície lisa e tensão residual controlada, fornece excelente resistência à fadiga de alto ciclo.Isto é relevante para tubos hidráulicos em sistemas pulsantes, tubos de trocador de calor sujeitos a vibrações induzidas por fluxo e tubos estruturais em equipamentos com carga dinâmica.

A rota de fabricação perfeita para estes 3, 3.5, e tubos Gr5 de 4 polegadas elimina a costura de soldadura longitudinal que estaria presente em um tubo soldado.Quando a soldagem introduz uma complexidade metalúrgica que é totalmente evitada pela construção sem costura.

Um tubo Gr5 sem costura começa como um pedaço forjado e trabalhado de liga Ti-6Al-4V, produzido com química controlada e microstrutura.que é então alongado e reduzido através de uma série de passos de laminação a quente ou extrusão num tubo do diâmetro e espessura da parede necessáriosO processo de trabalho a quente refina a estrutura dos grãos, produzindo uma microestrutura alfa-beta uniforme e de grãos finos com as propriedades mecânicas especificadas para o Gr5.

Como não há costura de soldagem, não há zona afetada pelo calor da soldagem, não há microestrutura de metal de soldagem fundido, não há estresse de soldagem residual e não há risco de defeitos de soldagem.A parede do tubo é metalúrgicamente uniforme de OD para ID e em torno de toda a circunferênciaEsta uniformidade significa que as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão são idênticas em todos os locais do tubo, sem pontos fracos localizados.

Para o serviço que contém pressão, a construção sem costura elimina o fator de eficiência da junção de solda que reduz a pressão de trabalho admissível dos tubos soldados.Um tubo sem costura tem uma capacidade nominal de 100% da capacidade de pressão calculada da espessura da parede, sem a desvalorização que se aplica aos tubos soldados em muitos códigos de tubulação.sem adição de material para compensar uma degradação relacionada com a solda.

Para serviço dinâmico, carga por fadiga, ciclo de pressão,A ausência de uma solda elimina a concentração de tensão e a discontinuidade microstrutural onde as rachaduras de fadiga normalmente iniciamO tubo sem costura fornece um caminho de tensão contínuo e uniforme através da parede, contribuindo para o desempenho de fadiga que torna o Gr5 adequado para serviços cíclicos exigentes.

Estes três diâmetros ocupam a faixa intermédia que serve de espinha dorsal dos tubos de processo industrial e de utilidade pública.São suficientemente grandes para transportar volumes de fluxo significativos para aplicações de processo e refrigeração, mas suficientemente pequeno para ser encaminhado através de áreas congestionadas por equipamentos, para ser dobrado e fabricado sem equipamento de parede pesada especializado,e ser unidos por métodos padrão de solda industrial e de ligação mecânica.

O tubo de 3 polegadas (76,2 mm) é amplamente utilizado para transferência de fluidos de processo, linhas de retorno hidráulicas, feixes de tubos de trocador de calor em trocadores de tubos de concha e tubos de médio a grande porte,e cabeçotes de ar para instrumentos e utilitários- fornece a área da secção transversal para as taxas de fluxo típicas de ligações de equipamentos de processo individuaise fornecimento e retorno da camisa do reator.

O tamanho de 88,9 mm preenche a lacuna entre 3 e 4 polegadas.Frequentemente especificado quando um cálculo de fluxo indica que 3 polegadas são ligeiramente inferiores ao limite de vazão ou queda de pressão exigido, mas onde 4 polegadas seriam desnecessariamente grandes e aumentariam os custos, peso e requisitos de espaço.5 polegadas pode ser o diâmetro óptimo do tubo para um equilíbrio específico do coeficiente de transferência de calor e queda de pressão.

O tubo de 4 polegadas (101,6 mm) lida com as taxas de fluxo mais altas de cabeçalhos de processo principais, tubulações de água de resfriamento e conexões de equipamentos grandes.É o tamanho em que a transição da terminologia "tubo" para "tubo" ocorre frequentemente nas especificações industriais, e representa a extremidade superior do que é tipicamente instalado usando manuseio manual sem assistência mecânica de elevação.

A resistência à corrosão da liga de titânio Gr5 é efetivamente equivalente à do titânio comercialmente puro na maioria dos ambientes industriais.As adições de liga de alumínio e vanádio que proporcionam o aumento da resistência não degradam o filme de óxido passivo que dá ao titânio sua imunidade à corrosão.

Em fluxos de processo de água do mar e que contenham cloreto, o Gr5 é imune à corrosão por furos e fendas a qualquer temperatura até à sua temperatura máxima de funcionamento.Esta imunidade estende-se à água do mar estagnada, à água do mar que contenha sulfeto de hidrogénio, and to produced water from oil and gas operations with high chloride content and acid gas loading—environments that rapidly destroy stainless steels and challenge even high-alloy duplex and nickel-based materials.

No serviço de ácido oxidante – ácido nítrico, ácido crômico e ambientes oxidantes mistos – o Gr5 resiste ao ataque em uma ampla faixa de concentração e temperatura.Isto torna-o adequado para tubos de processo químico na produção de ácido nítrico, em operações de acabamento e decapagem de metais, e em processos em que as condições de oxidação são mantidas.

As limitações da resistência à corrosão Gr5 são as mesmas que para todas as ligas de titânio: ácidos redutores, nomeadamente cloridrato e sulfurato, em concentrações e temperaturas elevadas,vai atacar o materialOs sais de cloreto quentes e anidros podem causar fissura por corrosão por esforço e em ambientes onde a superfície de titânio fresco é gerada por esfregar ou perturbar,O metal pode inflamar-se se estiverem preenchidas as condições para a reação pirofórica.Estas são limitações conhecidas que são acomodadas no projeto de engenharia de sistemas industriais,e não diminuem o valor do Gr5 na grande maioria das aplicações industriais em que a sua resistência à corrosão excede em muito a dos materiais alternativos.

Os tubos de titânio Gr5 com esses diâmetros raramente são instalados apenas como comprimentos retos.Os nossos serviços de fabrico atendem a estes requisitos com processos específicos de titânio.

A flexão de tubos Gr5 requer uma temperatura elevada para raios apertados e parâmetros controlados para raios maiores.A elevada resistência do material e a sua ductilidade limitada à temperatura ambiente em comparação com as qualidades comercialmente puras significam que a dobra a frio é limitada a raios de dobra relativamente grandes. Dobragem a quente, normalmente efectuada a temperaturas superiores a 650 °C, utilizando aquecimento por indução ou aquecimento por forno com blindagem local por argão,permite raios mais apertados e geometrias de curvatura mais complexas, evitando a fissuração e o afinamento excessivo que podem ocorrer com a curvatura a frio desta liga de alta resistência.

A soldagem Gr5 exige as mesmas práticas de blindagem rigorosas exigidas para toda a soldagem de titânio, aplicada a um material com maior resistência e metalurgia mais complexa do que as qualidades comercialmente puras.A soldagem GTAW (TIG) com ERTi-5 metal de preenchimento que corresponde à composição do material de base é o processo padrão. The weld zone must be shielded with argon on both the torch side and the root side until the temperature drops below approximately 425°C—the temperature below which titanium no longer rapidly absorbs atmospheric gasesRecomenda-se o alívio de tensões pós-soldas a aproximadamente 480°C a 650°C para utilização em aplicações de fadiga ou de alta tensão, a fim de reduzir as tensões residuais de soldadura e restaurar a ductilidade na zona de soldadura.

O corte ao comprimento utiliza métodos compatíveis com a reatividade e a alta resistência do titânio.Serra de banda com especificações adequadas da lâminaA ponta do corte é descascada e pode ser preparada com uma guelha de soldagem de acordo com a especificação aplicável.

Cada tubo é fornecido com certificação de material conforme à norma EN 10204 3.1, documentando a análise química completa do calor, incluindo os elementos intersticiais críticos oxigénio, azoto, hidrogénio,e ferro que afectam as propriedades mecânicas e a ductilidade e os resultados dos ensaios mecânicosO ensaio de pressão hidrostática ou a certificação de ensaio elétrico não destrutivo confirmam a integridade de cada tubo de acordo com os requisitos da norma ASTM B338 ou ASTM B861.

A verificação dimensional confirma o OD, a espessura da parede, o comprimento e a retidão.Identificação positiva do material através de um analisador portátil que verifica a qualidade da liga de titânio antes da expediçãoCada tubo é marcado com a qualidade do material, número de calor, tamanho e referência de especificação.

A embalagem é configurada para evitar danos à superfície e contaminação durante o transporte.e em caixas ou em pacotes para transporte, de acordo com os requisitos do modo de transporte e das especificações do cliente.

Se tiver um requisito específico de projeto, diâmetros de tubos, espessuras de parede, comprimentos, especificações de fabricação ou detalhes da condição de serviço, posso fornecer uma confirmação de viabilidade dimensional.aconselhar sobre os requisitos corretos da norma ASTM e dos ensaios para a sua aplicação, e preparar um orçamento que reflita o fornecimento de tubos e quaisquer serviços de dobra, soldadura ou corte necessários.