Scelta del grado di flangia in titanio per media chimici

Scelta del Grado di Flangia in Titanio per Mezzi Chimici

Una flangia in titanio in un impianto chimico raramente si guasta al centro della superficie di tenuta. Si guasta nello stretto spazio tra la guarnizione e la flangia, dove il liquido ristagna, l'ossigeno si esaurisce e i cloruri si concentrano. Il titanio resiste al mezzo in flusso meglio di qualsiasi grado di acciaio inossidabile, ma il grado deve corrispondere alla chimica e il giunto deve essere costruito in modo che la fessura rimanga pulita. Queste flange sono Gr1, Gr2, Gr5 e Gr7, ANSI B16.5 e GB/T 9112, DN da 15 a 600, in tipologie weld neck, slip on, blind e forme esagonali o piatte personalizzate lavorate su disegno.

Cosa Decide il Mezzo

La prima domanda è se l'acido ossida o riduce. Il titanio dipende da un sottile film di ossido, e i mezzi ossidanti come l'acido nitrico o il cloro umido ricostruiscono quel film più velocemente di quanto lo attacchino. Gli acidi riducenti come l'acido cloridrico o solforico diluito rimuovono il film, e lì l'aggiunta di palladio nel Gr7, o il molibdeno e il nichel nel Gr12, è ciò che mantiene la superficie passiva. Sbagliare questo è l'errore più comune e più costoso nella selezione delle flange per uso chimico.

Guida Mezzo-Grado

La tabella è un punto di partenza, non una carta di corrosione. Concentrazione, temperatura, aerazione e presenza di fluoruri o cloro libero spostano il confine, e dove un'applicazione si trova vicino al limite la risposta onesta è un test su campione piuttosto che una congettura sul grado.

Finitura Superficiale e Scelta della Guarnizione

La guarnizione svolge due compiti e solo uno di essi è la tenuta. Decide anche quanto è stretto lo spazio e quanto cloruro può concentrarsi lì. Una guarnizione spiralata con riempitivo in grafite o PTFE è la risposta generale per uso chimico; un involucro in PTFE è adatto per alta purezza e bassa pressione; un foglio di fibra compressa è per linee di acqua e servizi generali dove il titanio è scelto per il lato acqua di mare piuttosto che per il lato di processo.

Perché la Fessura Determina la Durata

Il titanio non viene attaccato dai cloruri neutri a temperatura ambiente, motivo per cui sopravvive all'acqua di mare quando il 316L non lo fa. All'interno di una fessura di guarnizione la chimica è diversa: il liquido è stagnante, l'ossigeno viene consumato, il pH scende e il cloruro si concentra. Sopra circa 70-80 C quella combinazione può iniziare la corrosione per fessurazione anche nel Gr2. Le difese pratiche sono una finitura superficiale liscia, una guarnizione che non lascia un ampio spazio morto, guarnizioni a piena superficie o confinate per uso aggressivo, e Gr7 dove la temperatura non può essere mantenuta bassa.

Bulloneria e Accoppiamento Galvanico

Il titanio si trova in alto nella serie galvanica, quindi è il catodo e l'acciaio circostante diventa l'anodo. I bulloni in acciaio attraverso una flangia in titanio si corroderanno più velocemente degli stessi bulloni attraverso una flangia in acciaio, e le rondelle e l'acciaio di supporto soffrono allo stesso modo. Manicotti e rondelle isolanti, una faccia del bullone verniciata o rivestita, o bulloni in titanio con un composto anti-grippaggio funzionano tutti; ciò che non funziona è mescolare materiali e sperare. I bulloni in titanio si grippano male sui filetti in titanio, quindi il lubrificante non è opzionale.

Serraggio senza Sovrastressare la Flangia

Il precarico è impostato dalla guarnizione, non dalla chiave. La forza del bullone richiesta è lo stress di seduta della guarnizione moltiplicato per l'area della guarnizione, più il carico operativo, e la coppia segue la solita relazione T = K * F * d, con K intorno a 0,20 per filetti lubrificati. Un bullone M20 a 60 kN richiede quindi circa 240 Nm, applicati a stella in tre passaggi. Il titanio ha un modulo elastico inferiore all'acciaio, circa 110 GPa contro 207, quindi lo stesso carico del bullone produce maggiore allungamento del bullone e l'assemblaggio è più sensibile al rilassamento e ai cicli termici.

Forme Esagonali, Piatte e Personalizzate

Non ogni giunto è un weld neck standard. Le flange esagonali sono utilizzate dove è necessaria una chiave piatta su un corpo valvola, un vetro spia o una connessione strumentale, e flange piatte o rettangolari appaiono su ugelli di apparecchiature, serbatoi e condotti. Queste sono lavorate da piastre o da un anello forgiato, controllate rispetto al disegno piuttosto che a una tabella standard, e il percorso della piastra è normalmente limitato a classi inferiori e sezioni più sottili perché il flusso del grano attraverso lo spessore è più debole di un mozzo forgiato. Dove il giunto vede cicli o alte classi di pressione, una forma forgiata è la risposta più sicura anche se costa di più da lavorare.

Realtà di Temperatura e Pressione

Il campo di lavoro pubblicato per queste flange è da -60 a 250 C. Il titanio mantiene una resistenza utile fino a circa 300 C nel Gr2 e circa 400 C nel Gr5, e al di sopra di questo il creep diventa il caso di progettazione piuttosto che lo snervamento. La classe di pressione segue la guarnizione e la bulloneria tanto quanto la flangia stessa, quindi un giunto di Classe 150 con una guarnizione spiralata non è la stessa struttura della stessa fusione con un foglio di fibra, e la valutazione dell'assemblaggio è la più bassa delle due.

Ispezione e Documentazione

Ogni lotto viene controllato tramite PMI in modo che Gr2 non venga sostituito a Gr7, e le superfici vengono ispezionate tramite PT dopo la lavorazione perché una lapide o un segno dell'utensile sulla superficie di tenuta è un percorso di perdita. L'UT viene utilizzato su sezioni più spesse e su mozzi forgiati. Il rapporto dimensionale copre la finitura superficiale, la squadratura, la spaziatura dei fori dei bulloni e lo spessore, e un certificato 3.1 secondo EN 10204 collega la flangia al suo numero di lotto. Per un impianto chimico questi documenti sono solitamente il motivo per cui la flangia viene accettata in ingresso merci.

Ordinare una Flangia per Uso Chimico

Inviare l'elenco delle linee piuttosto che una singola dimensione: standard e dimensione, classe o PN, tipo di superficie, grado, tipo di guarnizione, materiale del bullone e mezzo con la sua concentrazione e temperatura. Aggiungere la finitura, il test e il pacchetto documentale. Dove il mezzo è un acido riducente, dirlo al momento della richiesta, perché quotare Gr2 per una linea di acido cloridrico è una flangia economica e un costoso fermo impianto.

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