Titanio de grado 2 frente a titanio de grado 12 para ingeniería marina: ¿cuál debería elegir?

Con frecuencia nos hacen una pregunta: al seleccionar titanio para ingeniería marina, ¿debería elegir Grado 2 o Grado 12? Esta pregunta surge con mucha más frecuencia que casi cualquier otra pregunta de selección de material-de titanio.

Ambos grados se utilizan ampliamente en ambientes de agua de mar. Ambos ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y buena soldabilidad. Sin embargo, el titanio de grado 2 y grado 12 no son intercambiables para todas las aplicaciones.

Si elige el Grado 12 cuando no necesita su rendimiento adicional, es posible que pague más de lo necesario. Por otro lado, si sus condiciones de operación son demasiado agresivas para el Grado 2, elegir el grado incorrecto podría aumentar el riesgo de corrosión prematura o acortar la vida útil.

En esta guía compararásTitanio de grado 2 frente a titanio de grado 12en términos de propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión del agua de mar, resistencia, soldabilidad, conformabilidad, costo y aplicaciones marinas típicas. Más importante aún, aprenderá qué grado de titanio es más adecuado para su proyecto de ingeniería marina específico.

Si está comprando barras de titanio para su proyecto marino, también puede revisar nuestraGama de productos de barras/varillas de titanio.

El grado 2 es titanio comercialmente puro. Contiene más del 99% de titanio, con cantidades controladas de oxígeno, hierro, carbono, nitrógeno, hidrógeno y otros elementos.

El grado 12 se basa en titanio comercialmente puro, pero contiene dos adiciones de aleación intencionales: aproximadamente entre 0,6 y 0,9 % de níquel (Ni) y entre 0,2 y 0,4 % de molibdeno (Mo). ASTM identifica el Grado 12 como Ti-0.3Mo-0.8Ni / UNS R53400.

Aunque la cantidad total de elementos de aleación es relativamente pequeña, estas adiciones pueden mejorar significativamente el rendimiento en ciertos ambientes corrosivos exigentes.

¿Por qué se agrega níquel?

El níquel ayuda a mejorar la resistencia a la corrosión del titanio en determinados entornos que-contienen y reducen el cloruro. En particular, contribuye a una mejor resistencia a la corrosión por grietas en salmueras calientes en comparación con el titanio comercialmente puro.

Esto se vuelve importante cuando su equipo marino contiene conexiones de brida, áreas roscadas, juntas u otras geometrías donde se pueden desarrollar condiciones de estancamiento y falta de oxígeno-.

¿Por qué se agrega molibdeno?

El molibdeno mejora la resistencia del titanio en ciertos ambientes reductores y ácidos y contribuye a mejorar la resistencia a la corrosión localizada.

La combinación de Ni + Mo permite que el Grado 12 conserve la excelente resistencia a la corrosión asociada con el titanio y al mismo tiempo proporcione un rendimiento adicional en ambientes reductores y de cloruro de alta-temperatura seleccionados.

Por esta razón, a menudo se considera el titanio de Grado 12 cuando el titanio de Grado 2 no proporciona suficiente corrosión o margen de propiedad mecánica-para las condiciones de servicio reales.

Una de las principales ventajas del Grado 12 es su mayor resistencia mecánica mínima en comparación con el Grado 2.

Estos valores mínimos están asociados con los requisitos de materiales ASTM B348 para los grados respectivos.

Entonces, ¿cuándo importa realmente esta diferencia de fuerza?

Si está diseñando equipos de alta-presión, componentes-que contienen presión o sistemas de alta-temperatura, la mayor resistencia del Grado 12 puede permitirle utilizar secciones más delgadas cuando lo permita el código de diseño aplicable.

Aunque el Grado 12 tiene un precio de material más alto, reducir el espesor de la pared puede reducir potencialmente el requisito total de material y, por lo tanto, mejorar la economía general del proyecto.

Sin embargo, si está diseñando tuberías de agua de mar, intercambiadores de calor, condensadores u otros equipos convencionales que funcionen a temperaturas y presiones moderadas, es posible que el Grado 2 ya proporcione suficiente resistencia.

Una mayor resistencia sólo es una ventaja cuando su diseño realmente lo requiere.

Ambos grados funcionan bien en agua de mar a temperatura ambiente-. El grado 2 exhibe una tasa de corrosión de menos de 0,0001 mm/año en agua de mar natural, lo que demuestra una excelente resistencia a la corrosión en ambientes de agua de mar. El grado 12 proporciona una resistencia a la corrosión comparable al grado 2 a temperatura ambiente, al tiempo que ofrece márgenes de seguridad adicionales en entornos más exigentes.

En entornos con agua de mar caliente y entornos con alto contenido de-cloruro-, la diferencia de rendimiento entre los dos grados se vuelve más significativa. El grado 2 normalmente exhibe buena resistencia a la corrosión por grietas a temperaturas del agua de mar inferiores a aproximadamente 82 grados; sin embargo, el riesgo de corrosión por grietas aumenta a medida que aumenta la temperatura, especialmente en entornos de agua de mar estancada, que contiene grietas-o contaminados. El grado 12 demuestra una resistencia aún mayor a la corrosión por grietas; En condiciones de prueba específicas, cuando el pH es superior a 2, puede seguir siendo resistente a la corrosión por grietas a temperaturas de aproximadamente 240 grados. Además, los estudios han evaluado el rendimiento del Grado 12 en una solución neutra de NaCl de 0,27 mol/L a temperaturas de hasta 120 grados.

En ambientes ácidos reductores, el Grado 12 también supera al Grado 2. En ácido clorhídrico hirviendo, el Grado 2 puede soportar una concentración de aproximadamente el 0,1%, mientras que el Grado 12 puede soportar una concentración de aproximadamente el 1%.

Ambos grados ofrecen una excelente soldabilidad y se pueden utilizar con procesos comunes de soldadura de titanio, como TIG y MIG, cuando se utilizan procedimientos de soldadura y blindaje adecuados.

El Grado 2 tiene una mayor ductilidad, con un alargamiento típicamente de alrededor del 20 % como mínimo según los requisitos de ASTM B348, en comparación con aproximadamente el 18 % del Grado 12.

Esto hace que el Grado 2 sea especialmente atractivo cuando se necesita:

• Conformado en frío complejo
• Doblar
• Fabricación de componentes de tuberías.
• Formado más fácil a temperatura ambiente
• Buena ductilidad durante la fabricación.

El grado 12 tiene una ductilidad ligeramente menor pero proporciona mayor resistencia y mejor rendimiento contra la corrosión en entornos exigentes seleccionados.

Para la mayoría de las aplicaciones de ingeniería marina-incluidas tuberías de agua de mar, bridas, intercambiadores de calor y equipos fabricados-ambos grados se pueden procesar utilizando prácticas establecidas de fabricación y soldadura de titanio.

En general, debería considerar el titanio de grado 2 cuando:

• La temperatura del agua de mar varía desde las condiciones ambientales hasta aproximadamente 80 grados (180 grados F) o menos.
• El flujo de agua de mar es continuo y bien controlado.
• Su sistema no contiene zonas estancadas graves ni grietas estrechas.
• Está diseñando sistemas convencionales de intercambiadores de calor o tuberías de agua de mar.
• El costo es una consideración importante
• No requiere la resistencia adicional ni el margen de corrosión del Grado 12.
• Necesita un conformado en frío más complejo
• Quiere un grado de titanio bien-consolidado y ampliamente utilizado para aplicaciones marinas.

Debería considerar el titanio de grado 12 cuando:

• La temperatura del agua de mar es superior a aproximadamente 80 grados (180 grados F)
• Su diseño contiene áreas estancadas o grietas estrechas
• Tiene conexiones de brida, roscadas o con juntas donde la corrosión localizada puede ser una preocupación
• Su agua de mar contiene altas concentraciones de cloruro.
• Su agua de mar está contaminada o es químicamente agresiva
• Estás trabajando con salmuera caliente.
• Necesitas mayor resistencia mecánica
• Estás diseñando equipos de mayor-presión
• Quiere evaluar secciones de pared más delgadas donde lo permita el código de diseño aplicable
• Su sistema combina el servicio marítimo con el procesamiento químico
• Su equipo está expuesto a ciertos ambientes ácidos reductores.

El punto clave es que no debes elegir el grado 12 simplemente porque tu proyecto esté clasificado como "marino".En su lugar, debería observar las condiciones operativas reales de su sistema.

Cada proyecto de ingeniería marina es diferente.

La temperatura del agua de mar, la velocidad del flujo, la concentración de cloruro, el pH, la presión de funcionamiento, la geometría del sistema, el diseño de las grietas y el medio de servicio pueden afectar el grado de titanio más apropiado.

Por lo tanto, antes de especificar Grado 2 o Grado 12, debe evaluar el entorno operativo completo en lugar de seleccionar un grado basándose únicamente en el nombre de la aplicación.

En ZC Titanium, fabricamos y suministramos barras de titanio, piezas forjadas de titanio y sujetadores de titanio, con Grado 2 y Grado 12 disponibles para diferentes aplicaciones industriales y marinas.

Puede enviarnos el grado del material, las dimensiones, la cantidad, el estándar aplicable, la temperatura de funcionamiento y los detalles de la aplicación. Podemos ayudarle a evaluar el grado de titanio y las especificaciones del producto adecuados para su proyecto.

Teléfono: +8613809172622

Obtenga una cotización:info@zctitanium.com
Apoyo técnico:wanggang@zctitanium.com