Τα υλικά τιτανίου δεν είναι ενιαίας ποιότητας. Σύμφωνα με τη διαφορά της περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες και των στοιχείων κράματος, το τιτάνιο μπορεί να χωριστεί σε βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο και διάφορα κράματα τιτανίου, με διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες, αντοχή στη διάβρωση και απόδοση επεξεργασίας. Για σωλήνες θέρμανσης τιτανίου, οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ποιότητες είναι το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο TA1 και TA2, ενώ σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται κράματα τιτανίου όπως το TC4. Η κατανόηση των διαφορών απόδοσης των διαφορετικών ποιοτήτων τιτανίου βοηθά στην επιλογή του καταλληλότερου υλικού σύμφωνα με τις πραγματικές συνθήκες εργασίας.
Το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη κατηγορία για σωλήνες θέρμανσης. Σύμφωνα με την περιεκτικότητα σε στοιχεία ακαθαρσίας όπως ο σίδηρος, το οξυγόνο και το άζωτο, το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο χωρίζεται σε διαφορετικές ποιότητες. Τα εγχώρια πρότυπα TA1 και TA2 αντιστοιχούν στο διεθνές Grade 1 και Grade 2 αντίστοιχα. Όσο χαμηλότερος είναι ο αριθμός ποιότητας, τόσο μεγαλύτερη είναι η καθαρότητα, τόσο καλύτερη είναι η πλαστικότητα και η αντοχή στη διάβρωση, αλλά τόσο μικρότερη είναι η αντοχή. Το TA1 (Βαθμός 1) έχει την υψηλότερη καθαρότητα, την καλύτερη ολκιμότητα και απόδοση σφράγισης και είναι εύκολο να λυγίσει και να σχηματιστεί. Είναι κατάλληλο για σωλήνες θέρμανσης με πολύπλοκα σχήματα και πολλές διαδικασίες κάμψης. Η αντοχή του στη διάβρωση είναι επίσης η καλύτερη μεταξύ του βιομηχανικού καθαρού τιτανίου, αλλά η αντοχή του είναι σχετικά χαμηλή.
Το TA2 (Grade 2) είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη ποιότητα για σωλήνες θέρμανσης τιτανίου και είναι επίσης το σημείο ισορροπίας της συνολικής απόδοσης. Σε σύγκριση με το TA1, το TA2 έχει ελαφρώς υψηλότερη περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες, υψηλότερη αντοχή και σκληρότητα και μπορεί να αντέξει υψηλότερη πίεση και καθαρισμό ροής. Η αντίσταση στη διάβρωση είναι ελαφρώς χαμηλότερη από το TA1, αλλά η διαφορά είναι πολύ μικρή στα περισσότερα διαβρωτικά περιβάλλοντα, η οποία είναι απολύτως επαρκής για συμβατικές εφαρμογές θαλασσινού νερού και χημικών. Λόγω της ισορροπημένης αντοχής, της αντοχής στη διάβρωση και του κόστους, το TA2 έχει γίνει το προτιμώμενο υλικό για τους περισσότερους σωλήνες θέρμανσης τιτανίου και σωλήνες ανταλλαγής θερμότητας.
Τα κράματα τιτανίου όπως το TC4 (Ti-6Al-4V, Βαθμός 5) χρησιμοποιούνται σπάνια σε συμβατικούς σωλήνες θέρμανσης. Το TC4 είναι ένα κράμα τιτανίου τύπου +, με αντοχή σχεδόν διπλάσια από το καθαρό τιτάνιο και μπορεί να αντέξει υψηλότερη πίεση και μηχανικό φορτίο. Ωστόσο, η αντίσταση στη διάβρωση του TC4 είναι ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή του βιομηχανικού καθαρού τιτανίου σε ορισμένα μέσα και η διαδικασία συγκόλλησης είναι πιο δύσκολη και το κόστος είναι υψηλότερο. Οι σωλήνες θέρμανσης από κράμα τιτανίου χρησιμοποιούνται συνήθως μόνο σε ειδικές περιπτώσεις με απαιτήσεις υψηλής πίεσης, υψηλής αντοχής, όπως εξοπλισμός βαθέων υδάτων και συστήματα ανταλλαγής θερμότητας υψηλής πίεσης.
Όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση, το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο είναι γενικά καλύτερο από τα κράματα τιτανίου στα περισσότερα χημικά περιβάλλοντα. Η προσθήκη στοιχείων κράματος βελτιώνει την αντοχή αλλά μπορεί να μειώσει τη σταθερότητα της παθητικής μεμβράνης σε ορισμένα συγκεκριμένα μέσα. Στο θαλασσινό νερό, το αραιό νιτρικό οξύ, το χρωμικό οξύ και άλλα μέσα, τα ΤΑ1 και ΤΑ2 έχουν σχεδόν την ίδια εξαιρετική απόδοση. σε αναγωγικά οξέα όπως το υδροχλωρικό οξύ και το θειικό οξύ, το ΤΑ1 υψηλής{4}καθαρότητας έχει ελαφρώς καλύτερη απόδοση. Για περιβάλλοντα ισχυρής διάβρωσης, συνιστάται να χρησιμοποιείτε πρώτα το TA1 για να έχετε την καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση.
Όσον αφορά την επεξεργασία και την κατασκευή, το TA1 έχει καλή πλαστικότητα και είναι εύκολο να κάμπτεται, να διαστέλλεται και να συγκολλάται. Το TA2 έχει μέτρια πλαστικότητα και μπορεί επίσης να καλύψει τις απαιτήσεις επεξεργασίας των συμβατικών σωλήνων θέρμανσης. Το κράμα τιτανίου TC4 έχει κακή πλαστικότητα σε θερμοκρασία δωματίου, απαιτεί θερμή επεξεργασία και οι απαιτήσεις της διαδικασίας συγκόλλησης είναι επίσης υψηλότερες.
Πίνακας 2 Σύγκριση απόδοσης κοινών βαθμών τιτανίου για σωλήνες θέρμανσης
表格
| Βαθμός τιτανίου | Διεθνές Ισοδύναμο | Αντοχή εφελκυσμού | Αντοχή στη διάβρωση | Σχηματισιμότητα | Τυπική Εφαρμογή |
|---|---|---|---|---|---|
| ΤΑ1 | Βαθμός 1 | ~240 MPa | Καλύτερος | Εξοχος | Σωλήνες σύνθετου σχήματος, σενάρια ισχυρής διάβρωσης |
| ΤΑ2 | Βαθμός 2 | ~ 345 MPa | Εξοχος | Καλός | Συμβατικοί σωλήνες θέρμανσης, θαλασσινό νερό, χημικά |
| ΤΑ3 | Βαθμός 3 | ~450 MPa | Καλός | Γενικός | Υψηλές-απαιτήσεις αντοχής, γενική διάβρωση |
| TC4 (Ti-6Al-4V) | Βαθμός 5 | ~895 MPa | Μέτριος | Φτωχός | Ειδικές περιπτώσεις υψηλής πίεσης, υψηλού φορτίου |
Η λογική επιλογή ποιοτήτων τιτανίου σύμφωνα με τις πραγματικές συνθήκες εργασίας μπορεί να επιτύχει την καλύτερη ισορροπία απόδοσης και κόστους για σωλήνες θέρμανσης τιτανίου.
