Classes de titânio para engenharia naval: guia de seleção

Escolher o tipo certo de titânio para um projeto de engenharia naval não é simplesmente decidir se deve usar titânio. O material certo depende do seu ambiente operacional, do projeto do equipamento e dos requisitos de desempenho.

Por exemplo, se você estiver projetando um sistema de tubulação de água do mar, a resistência à corrosão e a soldabilidade podem ser suas principais preocupações. Para componentes de perfuração, você pode dar maior ênfase à resistência e ao desempenho em fadiga. Para trocadores de calor, a resistência-de longo prazo à água do mar e a ambientes-contendo cloreto é particularmente importante. Para fixadores e flanges, você precisa considerar a resistência à corrosão, as propriedades mecânicas e a confiabilidade-da conexão em longo prazo.

Quando você está fornecendotitânio para aplicações marítimas, você deve, portanto, avaliar os seguintes fatores:

• Meio de serviço
• Temperatura da água do mar
• Velocidade do fluxo da água do mar
• Pressão operacional
• Temperatura operacional
• Requisitos de força
• Carregamento de fadiga
• Dimensões do produto
• Padrões de fabricação
• Requisitos de tratamento térmico
• Requisitos de testes não{0}}destrutivos

Este guia explica vários aspectos comumente consideradosclasses de titânio para engenharia navale ajuda a determinar qual classe pode ser adequada para sua aplicação.

Quando você seleciona titânio para equipamentos marítimos, a melhor qualidade depende das condições reais de serviço, e não apenas do nome da aplicação.

ASTM B348/B348cobre barras e tarugos de titânio e ligas de titânio e inclui2ª série, 5ª série, 7ª série e 12ª sérieentre as séries abrangidas.

Você deve sempre confirmar a classificação final do material em relação às condições de projeto do seu equipamento, aos padrões de engenharia aplicáveis ​​e ao ambiente de serviço real.

Titânio grau 2é titânio comercialmente puro e é comumente usado em engenharia naval, dessalinização de água do mar, construção naval e equipamentos offshore como um metal-resistente à corrosão.

Possui as seguintes características:

1. Excelente resistência à corrosão da água do mar – Excelente resistência à água do mar, corrosão por picadas, corrosão em fendas e erosão, tornando-o adequado para exposição-de longo prazo à água do mar.
2. Boa usinabilidade – O alongamento normalmente fica em torno de 20% a 28%, permitindo trabalho a frio, trabalho a quente e usinagem.
3. Boa soldabilidade – Compatível com métodos de soldagem comuns como TIG e MIG, tornando-o adequado para a fabricação de tubulações de água do mar, trocadores de calor e equipamentos marítimos.
4. Boa resistência geral à corrosão – forma uma película passiva estável na superfície, proporcionando boa resistência à corrosão em água do mar e ambientes contendo-cloretos, bem como forte resistência à corrosão por pites, corrosão em frestas e fissuração por corrosão sob tensão.

Portanto, o Grau 2 é particularmente adequado para:

• Tubulação de água do mar
• Tubos trocadores de calor
• Condensadores
• Equipamento de dessalinização de água do mar
• Sistemas de circulação de água do mar
• Componentes da bomba e da válvula
• Flanges
• Fixadores
• Componentes estruturais de equipamentos marítimos

Para equipamentos que não exigem resistência extremamente alta, mas precisam de resistência-de longo prazo à corrosão da água do mar, o Grau 2 costuma ser o material preferido.

Titânio grau 12geralmente se refere a Ti-0,3Mo-0,8Ni (UNS R53400). ASTM B348/B348 identifica o Grau 12 como uma liga de titânio contendo aproximadamente 0,3% de molibdênio e 0,8% de níquel.

Comparado com o titânio grau 2 comercialmente puro, o grau 12 contém pequenas adições de molibdênio e níquel que podem melhorar seu desempenho em certos ambientes redutores e corrosivos.

Você pode considerar o Grau 12 quando seu equipamento for exposto a:

• Equipamento de água do mar
• Equipamento de processamento químico
• Trocadores de calor
• Equipamento de dessalinização
• Tubulação marítima
• Mídia contendo-cloreto
• Condições de serviço corrosivas mais exigentes

Para equipamentos expostos à água do mar e a meios de processos industriais,O 12º ano pode ser considerado uma alternativa ao 2º ano.

No entanto, você não deve selecionar a 12ª série simplesmente porque o ambiente é descrito como “marítimo”. Sua escolha final deve ser baseada na química, temperatura, velocidade de fluxo, pressão e requisitos reais de projeto do seu sistema.

Titânio grau 7é titânio comercialmente puro com uma pequena adição de paládio. ASTM B348/B348M especifica o Grau 7 como titânio não ligado contendo 0,12% a 0,25% de paládio.

A adição de paládio melhora a resistência do titânio em certos ambientes redutores e altamente corrosivos.

Você pode considerar a 7ª série para:

• Ambientes especiais de processamento químico
• Equipamentos marítimos e de água do mar
• Certas aplicações de água do mar-com temperaturas mais altas
• Ambientes com maiores preocupações com corrosão em frestas
• Outras aplicações onde é necessária maior resistência à corrosão

A principal vantagem do Grau 7 é o seu melhor desempenho contra corrosão em certos ambientes agressivos em comparação com os graus de titânio comercialmente puro sem paládio.

No entanto, se você estiver selecionando titânio para engenharia naval, deverá avaliar a química real e as condições operacionais, em vez de presumir que o Grau 7 é automaticamente a melhor escolha para todas as aplicações de água do mar.

Ao selecionar titânio para seu equipamento marítimo, você deve considerar o ambiente de corrosão, os requisitos mecânicos, a forma do produto e os padrões aplicáveis ​​como critérios de seleção inicial.

A seleção final do material deve ser baseada no meio de serviço real, temperatura, concentração, velocidade do fluxo, pressão e requisitos de engenharia.

Se a resistência à corrosão da água do mar for sua principal prioridade

Considere a 2ª série primeiro.

Grau 2 é titânio comercialmente puro com excelente resistência à corrosão pela água do mar, boa soldabilidade, conformabilidade e usinabilidade.

Se sua principal preocupação for a resistência-à corrosão da água do mar a longo prazo, em vez da resistência mecânica máxima, o Grau 2 costuma ser um ponto de partida lógico.

Se você precisar de maior resistência mecânica

Considere o titânio grau 5.

O grau 5 (Ti-6Al-4V) fornece resistência mecânica significativamente maior do que os graus de titânio comercialmente puro e é amplamente utilizado quando você precisa de maior resistência, capacidade de suporte de carga ou redução de peso.

No entanto, maior resistência não significa automaticamente melhor desempenho em todos os ambientes de água salgada. Se a resistência à corrosão da água do mar for o seu principal requisito, você deverá avaliar as condições reais de corrosão juntamente com os requisitos mecânicos antes de selecionar o Grau 5.

Se você estiver trabalhando em um ambiente corrosivo mais exigente

Considere a 12ª série ou a 7ª série.

12ª série:Ti-0,3Mo-0,8Ni. Você pode considerar o Grau 12 quando precisar de boa resistência à corrosão juntamente com maior resistência mecânica do que alguns graus de titânio comercialmente puro, especialmente em certos ambientes corrosivos ou contendo cloreto.

7ª série:Esse grau de titânio-contendo paládio pode fornecer maior resistência à corrosão em determinados ambientes químicos agressivos e redutores. Pode ser considerado quando a resistência à corrosão é uma prioridade mais alta e as condições de serviço justificam o custo adicional da liga.

Além disso, a engenharia naval envolve frequentemente a união de diferentes materiais de titânio ou a sua integração com materiais diferentes. Nesses casos, é necessário considerar de forma abrangente as diferenças nos coeficientes de expansão térmica, compatibilidade de soldagem e estabilidade-da interface a longo prazo sob condições de serviço. Recomenda-se realizar testes de simulação em pequena-escala em áreas críticas ou consultar dados operacionais históricos de projetos semelhantes para apoiar a decisão final do material. A seleção de materiais não é apenas uma comparação das propriedades dos materiais, mas uma compensação abrangente-entre confiabilidade, capacidade de fabricação e economia ao longo de todo o ciclo de vida.