Guida alla selezione delle flange in titanio per parti critiche delle unità di raffinazione

Flange in titanio, grazie alla loro resistenza alla corrosione, elevata resistenza specifica e stabilità in un ampio intervallo di temperature, sono diventati i materiali preferiti per due sezioni critiche negli impianti di raffinazione e chimici: la zona di reazione e l'unità di strippaggio delle acque acide. La selezione precisa delle flange in titanio è fondamentale per garantire il funzionamento a lungo termine e sicuro dell'unità. Sulla base delle condizioni operative effettive, questo articolo delinea la logica alla base della selezione delle flange in titanio.

• Contiene solfuro di idrogeno (H₂S), cloruri, acido naftenico, idrogeno, ecc., con corrosività estremamente elevata in condizioni di alta temperatura e pressione.

• Temperatura: 300-600°C; Pressione: da diversi MPa a decine di MPa.

• I rischi includono infragilimento da idrogeno, tensocorrosione da solfuri (SSC) e corrosione da zolfo ad alta temperatura.

• I materiali richiedono una combinazione di resistenza ad alta temperatura, resistenza allo scorrimento viscoso e resistenza alla corrosione complessa.

• Tratta acque reflue acide contenenti solfuro di idrogeno, ammoniaca, cianuri e fenoli. Il pH è basso e il contenuto di ioni cloruro può essere relativamente elevato.

• Temperatura: 100-150°C; Pressione: Moderata.

• Il mezzo è sensibile alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale.

• Le connessioni flangiate sono soggette a perforazione da corrosione a causa della stagnazione del mezzo nelle intercapedini, richiedendo materiali con eccellente resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale.

• TA2 (Gr2): Titanio puro economico e pratico. Adatto per ambienti ossidanti (es. acqua di mare, acido nitrico, cloro gassoso umido) con eccellente resistenza alla corrosione. Ampiamente utilizzato nello strippaggio delle acque acide e in ambienti con ioni cloruro.

• TA9 (Gr7) / TA10 (Gr12): Aggiungendo palladio o molibdeno e nichel alla base TA2, questi gradi migliorano significativamente la resistenza agli acidi riducenti (es. acido solforico diluito, acido cloridrico) e ai mezzi debolmente riducenti ad alta temperatura. Adatti per gli ambienti corrosivi complessi nelle zone di reazione.

• Lega di Titanio TC4 (Gr5): Elevata resistenza e eccellente resistenza allo scorrimento viscoso, con una resistenza allo snervamento superiore a 900 MPa. Adatto per parti nella zona di reazione che richiedono elevata resistenza meccanica in condizioni di alta temperatura e pressione.

• Flangia a Collo di Saldatura (WN): Adatta per condizioni di alta pressione, alta temperatura e cicliche severe. Il mozzo conico integrato fornisce una transizione fluida, riduce la concentrazione di stress e offre un'eccellente resistenza a fatica e vibrazioni. È la configurazione standard per tubazioni ad alta temperatura e alta pressione nelle zone di reazione.

• Flangia a Giunto Libero (SO/LJ): Adatta per applicazioni che richiedono smontaggi frequenti per la manutenzione o per l'uso con materiali di tubazione speciali e costosi per risparmiare sui costi, ma ha una minore capacità di sopportare la pressione.

• Tipi di Faccia di Tenuta:

  • Faccia Rialzata (RF): La più comune, ma è necessaria cautela per mezzi infiammabili, esplosivi o altamente pericolosi.

  • Faccia Maschio e Femmina (MFM) / Faccia a Linguetta e Scanalatura (TG): Consigliata per mezzi pericolosi e inclini a perdite. L'azione autobloccante impedisce l'espulsione della guarnizione, garantendo una tenuta affidabile.

  • Giunto ad Anello (RJ): Specificamente progettato per applicazioni ad alta pressione, utilizza una guarnizione ad anello metallico. Utilizzato in parti ad altissima pressione della zona di reazione.

• Determinare la Pressione Nominale (PN) o la Classe in base alla pressione e temperatura di progetto.

• Il Livello di Forgiatura è un indicatore chiave di qualità: Secondo gli standard (es. JB4726), per flange in titanio con PN ≥ 10.0MPa o temperatura operativa ≤ -20°C, le forgiature devono soddisfare il Livello Ⅲ o superiore, garantendo una struttura densa e priva di difetti.

• Assicurarsi che i prodotti flangiati siano conformi agli standard internazionali o nazionali richiesti dal progetto, come ASME B16.5, GB/T 9112, ecc.

• Possedere certificati materiali completi, registri di trattamento termico e rapporti di prove non distruttive (UT/PT).

• La forgiatura è superiore alla fusione: La forgiatura produce una struttura più densa e migliori proprietà meccaniche, rendendola il processo preferito per flange ad alta pressione.

• Finitura Superficiale: La rugosità superficiale della faccia di tenuta deve essere rigorosamente controllata per garantire una tenuta efficace.

PARTE.03 Tabella di Riferimento Rapido per Raccomandazioni di Selezione Specifiche per Sezione

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