Titânio grau 2 vs grau 12 para engenharia naval: qual você deve escolher?

Frequentemente nos fazem uma pergunta: ao selecionar titânio para engenharia naval, você deve escolher o Grau 2 ou o Grau 12? Essa pergunta surge com muito mais frequência do que qualquer outra questão de seleção de material de titânio.{2}}.

Ambas as classes são amplamente utilizadas em ambientes de água salgada. Ambos oferecem excelente resistência à corrosão e boa soldabilidade. No entanto, o titânio Grau 2 e Grau 12 não são intercambiáveis ​​para todas as aplicações.

Se você escolher a 12ª série quando não precisar de seu desempenho adicional, poderá pagar mais do que o necessário. Por outro lado, se as suas condições de funcionamento forem demasiado agressivas para o Grau 2, a escolha do grau errado poderá aumentar o risco de corrosão prematura ou reduzir a vida útil.

Neste guia, você compararáTitânio Grau 2 vs Grau 12em termos de propriedades mecânicas, resistência à corrosão da água do mar, resistência, soldabilidade, conformabilidade, custo e aplicações marítimas típicas. Mais importante ainda, você aprenderá qual grau de titânio é mais adequado para o seu projeto específico de engenharia naval.

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O grau 2 é titânio comercialmente puro. Contém mais de 99% de titânio, com quantidades controladas de oxigênio, ferro, carbono, nitrogênio, hidrogênio e outros elementos.

O grau 12 é baseado em titânio comercialmente puro, mas contém duas adições de liga intencionais: aproximadamente 0,6–0,9% de níquel (Ni) e 0,2–0,4% de molibdênio (Mo). ASTM identifica Grau 12 como Ti-0,3Mo-0,8Ni/UNS R53400.

Embora a quantidade total de elementos de liga seja relativamente pequena, estas adições podem melhorar significativamente o desempenho em certos ambientes corrosivos exigentes.

Por que o níquel é adicionado?

O níquel ajuda a melhorar a resistência à corrosão do titânio em determinados ambientes-que contêm e reduzem cloreto. Em particular, contribui para uma melhor resistência à corrosão em frestas em salmouras quentes em comparação com o titânio comercialmente puro.

Isso se torna importante quando seu equipamento marítimo contém conexões de flange, áreas roscadas, gaxetas ou outras geometrias onde condições de estagnação e{0}}depleção de oxigênio podem se desenvolver.

Por que o molibdênio é adicionado?

O molibdênio melhora a resistência do titânio em certos ambientes redutores e ácidos e contribui para melhorar a resistência à corrosão localizada.

A combinação de Ni + Mo permite que o Grau 12 retenha a excelente resistência à corrosão associada ao titânio, ao mesmo tempo que fornece desempenho adicional em ambientes selecionados de cloreto e redução de alta temperatura-selecionados.

Por esse motivo, o Grau 12 é frequentemente considerado quando o titânio Grau 2 não fornece corrosão ou margem de propriedade-mecânica suficiente para as condições reais de serviço.

Uma das principais vantagens do Grau 12 é a sua maior resistência mecânica mínima em comparação com o Grau 2.

Esses valores mínimos estão associados aos requisitos de material ASTM B348 para os respectivos graus.

Então, quando essa diferença de força realmente importa?

Se você estiver projetando equipamentos de alta-pressão, componentes contendo-pressão ou sistemas de alta-temperatura, a resistência mais alta do Grau 12 poderá permitir o uso de seções mais finas quando permitido pelo código de projeto aplicável.

Embora o grau 12 tenha um preço de material mais elevado, a redução da espessura da parede pode reduzir potencialmente a necessidade total de material e, portanto, melhorar a economia geral do projeto.

No entanto, se você estiver projetando tubulações convencionais de água do mar, trocadores de calor, condensadores ou outros equipamentos que operem em temperaturas e pressões moderadas, o Grau 2 já poderá fornecer resistência suficiente.

Maior resistência só é uma vantagem quando seu projeto realmente exige isso.

Ambas as classes apresentam bom desempenho em água do mar-à temperatura ambiente. O grau 2 apresenta uma taxa de corrosão inferior a 0,0001 mm/ano em água do mar natural, demonstrando excelente resistência à corrosão em ambientes de água do mar. O Grau 12 oferece resistência à corrosão comparável ao Grau 2 em temperaturas ambientes, ao mesmo tempo que oferece margens de segurança adicionais em ambientes mais exigentes.

Em ambientes com água do mar quente e com alto teor de-cloreto-, a diferença de desempenho entre os dois tipos se torna mais significativa. O grau 2 normalmente exibe boa resistência à corrosão em frestas em temperaturas da água do mar abaixo de aproximadamente 82 graus; no entanto, o risco de corrosão em fendas aumenta à medida que a temperatura aumenta, especialmente em ambientes de água do mar estagnada,-com fendas ou poluída. O grau 12 demonstra resistência ainda maior à corrosão em frestas; sob condições de teste específicas, quando o pH é superior a 2, pode permanecer resistente à corrosão em frestas em temperaturas de aproximadamente 240 graus. Além disso, estudos avaliaram o desempenho do Grau 12 em uma solução neutra de NaCl 0,27 mol/L em temperaturas de até 120 graus.

Na redução de ambientes ácidos, o Grau 12 também supera o Grau 2. Na ebulição do ácido clorídrico, o Grau 2 pode suportar uma concentração de aproximadamente 0,1%, enquanto o Grau 12 pode suportar uma concentração de aproximadamente 1%.

Ambas as classes oferecem excelente soldabilidade e podem ser usadas com processos comuns de soldagem de titânio, como TIG e MIG, quando são usados ​​procedimentos de soldagem e blindagem adequados.

O Grau 2 tem maior ductilidade, com alongamento normalmente em torno de 20% no mínimo de acordo com os requisitos da ASTM B348, em comparação com aproximadamente 18% para o Grau 12.

Isto torna o Grau 2 particularmente atraente quando você precisa:

• Conformação a frio complexa
• Dobrando
• Fabricação de componentes de tubulação
• Conformação mais fácil à temperatura ambiente
• Boa ductilidade durante a fabricação

O grau 12 tem ductilidade ligeiramente inferior, mas proporciona maior resistência e melhor desempenho contra corrosão em ambientes exigentes selecionados.

Para a maioria das aplicações de engenharia naval,-incluindo tubulações de água do mar, flanges, trocadores de calor e equipamentos fabricados,-ambos os tipos podem ser processados ​​usando práticas estabelecidas de fabricação e soldagem de titânio.

Geralmente, você deve considerar o titânio Grau 2 quando:

• A temperatura da água do mar varia entre as condições ambientais e aproximadamente 80 graus (180 graus F) ou menos
• O fluxo de água do mar é contínuo e bem controlado
• Seu sistema não contém zonas estagnadas graves ou fendas estreitas
• Você está projetando tubulações convencionais de água do mar ou sistemas de troca de calor
• O custo é uma consideração importante
• Você não precisa da resistência adicional ou margem de corrosão do Grau 12
• Você precisa de conformação a frio mais complexa
• Você quer um grau de titânio bem-estabelecido e amplamente utilizado para aplicações marítimas

Você deve considerar o titânio Grau 12 quando:

• A temperatura da água do mar está acima de aproximadamente 80 graus (180 graus F)
• Seu projeto contém áreas estagnadas ou fendas estreitas
• Você tem conexões flangeadas, rosqueadas ou vedadas onde a corrosão localizada pode ser uma preocupação
• A água do mar contém altas concentrações de cloreto
• A água do mar está contaminada ou quimicamente agressiva
• Você está trabalhando com salmoura quente
• Você precisa de maior resistência mecânica
• Você está projetando equipamentos-de pressão mais alta
• Você deseja avaliar seções de parede mais finas quando permitido pelo código de projeto aplicável
• Seu sistema combina serviço marítimo com processamento químico
• Seu equipamento está exposto a certos ambientes ácidos redutores

O ponto principal é que você não deve escolher a 12ª série simplesmente porque seu projeto é classificado como “marítimo”.Em vez disso, você deve observar as condições operacionais reais do seu sistema.

Cada projeto de engenharia naval é diferente.

A temperatura da água do mar, a velocidade do fluxo, a concentração de cloreto, o pH, a pressão operacional, a geometria do sistema, o design da fenda e o meio de serviço podem afetar o grau de titânio mais apropriado.

Antes de especificar Grau 2 ou Grau 12, você deve avaliar o ambiente operacional completo em vez de selecionar um grau baseado apenas no nome do aplicativo.

Na ZC Titanium, fabricamos e fornecemos barras de titânio, peças forjadas de titânio e fixadores de titânio, com Grau 2 e Grau 12 disponíveis para diferentes aplicações industriais e marítimas.

Você pode nos enviar a classe do material, dimensões, quantidade, padrão aplicável, temperatura operacional e detalhes da aplicação. Podemos ajudá-lo a avaliar o grau de titânio e a especificação do produto apropriados para o seu projeto.

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