열교환기 적용을 위한 0.3-5mm 벽 두께의 ASTM B338 Gr2 심리스 티타늄 튜브

ASTM B338 등급 2 심리스 티타늄 튜브(UNS R50400)는 부식성 환경, 특히 해수 및 염화물 함유 냉각 시스템에서 작동하는 열교환기 및 응축기를 위해 상업적으로 순수한 티타늄으로 제조됩니다. 종방향 용접 이음매 없이 냉간 압연 또는 냉간 인발을 통해 생산된 이 튜브는 내식성, 치수 일관성 및 신뢰할 수 있는 기계적 특성을 제공합니다.

등급 2 티타늄은 어닐링 상태에서 최소 인장 강도 345 MPa, 최소 항복 강도 275 MPa, 최소 연신율 20%를 제공합니다. 외경 6~65mm, 벽 두께 0.3~5mm로 제공되는 심리스 티타늄 튜브는 열교환기 제조 요구 사항을 충족하기 위해 맞춤형 길이와 표면 마감으로 공급될 수 있습니다.

일반적인 치수에는 19 × 1.2mm 및 19 × 1.5mm가 포함되며, 외경 25.4mm, 32mm, 38mm의 맞춤형 튜브 크기도 있습니다. 가능한 직경 및 벽 두께 조합은 제조 가능성에 따라 달라집니다.

ASTM B338은 튜브 크기에 따라 다른 외경 허용 오차를 지정합니다:

이것은 표준 밀 마감 치수 허용 오차입니다. 최소 벽 두께 튜브의 경우 표준은 다른 벽 두께 허용 오차 배열을 허용합니다. 더 엄격한 허용 오차는 고객의 도면 및 제조 요구 사항과 비교하여 평가할 수 있습니다.

등급 2 티타늄은 안정적인 티타늄 산화물 필름을 형성하여 해수에서의 일반 부식 및 공식에 대한 우수한 내성을 제공합니다. 이로 인해 염화물 함유 냉각수에 노출되는 열교환기 튜브에 적합합니다.

부식 성능은 작동 환경에 따라 달라집니다. 고온, 산소 결핍 틈새 및 특정 환원산은 추가적인 재료 호환성 평가가 필요합니다. 등급 7 및 12는 더 심각한 조건에서 향상된 내성을 제공할 수 있습니다.

ASTM B338 등급 2 티타늄 튜브는 어닐링 상태에서 지정된 최소 인장 강도 345 MPa 및 최소 연신율 20%를 가집니다.

튜브 치수 적격성을 위해 ASTM B338은 플레어링 시험 중 내부 직경의 최소 20% 확장을 지정합니다. 이 특성은 튜브 끝 확장 및 기계적 접합 작업 평가 시 관련이 있습니다.

등급 2 티타늄은 밀도가 약 4.51g/cm³으로 일반 스테인리스강보다 약 44% 낮습니다.

대표적인 물리적 특성에는 탄성 계수가 약 103–105 GPa이고 열전도율이 상온에서 일반적으로 약 16–22 W/(m·K)로 보고되며, 이는 재료 데이터 소스에 따라 다릅니다. 이러한 값은 ASTM B338 승인 한계보다는 일반적인 엔지니어링 특성입니다.

내식성과 낮은 밀도의 조합은 재료 내구성과 장비 무게가 중요한 얇은 벽 열 전달 튜브에 티타늄을 적합하게 만듭니다.

열교환기 제조에서 일반적인 우려는 납품된 튜브가 튜브 시트 구멍에 일관되게 맞는지 여부입니다.

과도한 외경 변동, 타원도 또는 일관되지 않은 벽 두께는 튜브 삽입 및 기계적 확장 중에 어려움을 초래할 수 있습니다.

TORICH는 ASTM B338 및 합의된 도면 요구 사항에 따라 외경, 벽 두께 및 직진도에 대한 치수 검사를 지원합니다. 생산 전에 맞춤형 치수 허용 오차를 검토하여 조립 및 튜브 끝 확장 위험을 줄일 수 있습니다.

티타늄 등급은 산소 함량, 합금 원소 및 기계적 특성이 다릅니다. 잘못된 재료 식별은 부식 성능 및 장비 적격성에 영향을 미칠 수 있습니다.

TORICH는 화학 조성 및 기계적 시험 결과에 대한 열 번호 추적성 및 재료 검사 문서를 지원합니다.

등급 2 티타늄의 경우 산소, 철, 탄소, 질소 및 수소 한계에 특별한 주의를 기울입니다. EN 10204 유형 3.1 검사 문서는 프로젝트에서 요구하는 경우 지정할 수 있습니다.

작은 표면 결함 또는 불연속성은 얇은 벽 열교환기 튜브의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.

ASTM B338은 심리스 튜브에 대한 초음파 검사를 요구하며, 해당 전자기, 수압 또는 공압 시험 방법을 포함합니다.

TORICH는 주문 준비 중에 필요한 검사 방법 및 승인 기준을 조정할 수 있습니다. 튜브 표면 상태, 디버링, 취급 및 보호 포장도 운송 중 손상 및 조립 전 오염을 최소화하기 위해 합의된 요구 사항에 따라 제어됩니다.

• ASTM B338-17(2026): 응축기, 증발기 및 열교환기를 위한 심리스 및 용접 티타늄 및 티타늄 합금 튜브. 이것이 주요 제품 표준입니다.
• ASME SB-338: 해당 압력 장비 프로젝트에 사용되는 티타늄 열교환기 튜브에 대한 해당 ASME 재료 사양.
• EN 10204: 유형 3.1 인증서를 포함한 금속 제품 검사 문서 요구 사항. 이것은 티타늄 튜브 제품 사양이 아닌 문서화 표준입니다.
• GOST 22897-2023: 일반 산업 응용 분야를 위한 심리스 냉간 변형 티타늄 및 티타늄 합금 파이프.
• JIS H 4632:2018: 열교환기용 심리스 티타늄 및 티타늄 합금 튜브.
• GB/T 3625-2007: 응축기 및 열교환기용 티타늄 및 티타늄 합금 튜브.

지역별 사양은 재료 등급, 치수 및 테스트에 대해 별도의 요구 사항을 가지고 있습니다. 한 표준을 준수한다고 해서 다른 표준을 자동으로 준수하는 것은 아닙니다.

ASTM B338 등급 2 심리스 티타늄 튜브는 해안 발전소에 설치된 해수 냉각 쉘-앤-튜브 표면 응축기에 사용됩니다.

이 장비에서 해수는 티타늄 튜브를 통해 흐르고 배기 증기는 외부 표면에서 응축됩니다. 튜브 벽은 두 유체를 분리하면서 열을 전달합니다.

등급 2 티타늄은 해수 부식에 대한 내성을 제공하여 장기간 작동 중 튜브 벽 부식 위험을 줄입니다.

응축기 제조업체의 주요 요구 사항은 튜브 시트 조립을 위한 일관된 튜브 치수, 내부 및 외부 표면의 내식성, 설치 전 검증된 튜브 무결성입니다.

최종 튜브 크기, 벽 두께 및 재료 등급은 응축기 작동 압력, 온도, 해수 화학, 설계 코드 및 예상 서비스 수명에 따라 선택해야 합니다.

다음 화학 조성 한계는 ASTM B338에 포함된 다섯 가지 티타늄 등급을 포함합니다. 화학 조성은 중량 백분율(%)로 표시됩니다.

등급 2는 상업적으로 순수한 티타늄으로, 간극 원소의 제어된 수준을 가집니다. 등급 1과 비교하여 더 높은 허용 산소 함량은 강도 증가에 기여합니다.

등급 7은 팔라듐을 포함하고, 등급 12는 특정 공격적인 환경에서 내식성을 향상시키기 위해 몰리브덴과 니켈을 포함합니다.

다음 값은 ASTM B338에 따른 어닐링 상태의 티타늄 등급에 대한 지정된 최소 기계적 특성입니다.