قضيب دائري من التيتانيوم من الدرجة 7

قضيب دائري من التيتانيوم من الدرجة 7

قضيب دائري من التيتانيوم من الدرجة 7 (Ti-0.2Pd، UNS R52400) وفقًا لمعيار ASTM B348 / ASME SB-348، مصنَّع للحد من التآكل الحمضي، والتآكل بالكلوريد الساخن، والتآكل الشقي في مجالات المعالجة الكيميائية، وتحلية المياه، والتطبيقات البحرية.

  • المادة: تيتانيوم من الدرجة 7 CP (Ti-0.2Pd)، UNS R52400
  • قياسي: ASTM B348 / ASME SB-348
  • محتوى البالاديوم: 0.12–0.25 wt% (تم التحقق من ذلك على MTR)
  • القطر: 6–300 مم | الطول: حتى 6,000 مم
  • السطح: ممدود على الساخن/مُحمَّض، مسحوب على البارد، مصقول بدون مركز (h9/h8)
  • شهادة المطحنة: معيار EN 10204 3.1؛ 3.2 حسب الطلب

القضيب الدائري المصنوع من التيتانيوم من الدرجة 7 هو سبيكة تيتانيوم نقية تجاريًا (CP) تحتوي على 0.12–0.25 بالوز من البلاديوم، ويتم توريدها إلى ASTM B348 و ASME SB-348 المعايير. توفر إضافة البلاديوم ميزة حاسمة في مقاومة التآكل في البيئات الحمضية وبيئات الكلوريد الساخنة، مع الحفاظ على الخصائص الميكانيكية الكاملة للدرجة 2. وتشمل التطبيقات النموذجية أعمدة المحركات، وأعمدة المضخات، وأعمدة الصمامات، وقطع التثبيت الأولية، والأجزاء الداخلية للمفاعلات في مجالات المعالجة الكيميائية، وتحلية المياه، والصناعات الدوائية، والخدمات البحرية.

المواصفات الموجزة

المعلمة القيمة
المواد التيتانيوم من الدرجة 7 CP (Ti-0.2Pd)
قياسي ASTM B348 / ASME SB-348
رقم UNS. 52400 راند
معادل معايير DIN / EN. 3.7235
محتوى البالاديوم 0.12–0.25 بالوزن %
قوة الشد (دقيقة) 345 ميجا باسكال (50 كسي)
قوة الخضوع (دقيقة) 275 ميجا باسكال (40 كسي)
نطاق القطر 6–300 ملم
الطول حتى 6,000 مم (متوفر بالقطع حسب الطول المطلوب)
حالة السطح مدلفنة على الساخن/مخللة، مسحوبة على البارد، مصقولة بدون مركز
شهادة المطحنة EN 10204 3.1 (المعيار)؛ 3.2 عند الطلب

لماذا الدرجة 7؟ مزايا البلاديوم في الحد من الاستخدام الحمضي

الدرجة 7 مطابقة تمامًا من الناحية الميكانيكية للدرجة 2، لكنها تعمل في البيئات المسببة للتآكل التي تفشل فيها الدرجة 2. ويأتي هذا الاختلاف — وهو السبب الوحيد لوجود الدرجة 7 — من إضافة واحدة محكومة: 0.12–0.25 بالوزن من البلاديوم.

كيف يغير البلاديوم سلوك التيتانيوم تجاه التآكل

يعتمد التيتانيوم CP غير المُخلوط (الدرجة 1، الدرجة 2) على طبقة سلبية مستقرة من TiO₂ لتوفير مقاومة التآكل. وفي البيئات المؤكسدة والوسائط الكلورية المحايدة، تتميز هذه الطبقة بقدرة على الإصلاح الذاتي وتوفر حماية عالية. في تقليل البيئات الحمضية — حمض الهيدروكلوريك المخفف، وحمض الكبريتيك المخفف، وحمض الفوسفوريك الساخن — تصبح الطبقة السلبية غير مستقرة من الناحية الديناميكية الحرارية، ويحدث تآكل نشط في الدرجة 2.

يقوم البلاديوم بتصحيح هذا الأمر من خلال العمل كـ مزيل الاستقطاب الكاثودي. على المستوى الكهروكيميائي، يعمل البالاديوم (Pd) على تقليل الجهد الزائد للهيدروجين على سطح التيتانيوم، مما يؤدي إلى تحول جهد التآكل في الدائرة المفتوحة إلى قيمة أكثر نبلاً (موجبة). ويؤدي هذا التحول إلى نقل جهد تشغيل السبيكة إلى ما فوق نقطة الانتقال بين الحالة النشطة والحالة السلبية — مما يحافظ على سلامة طبقة TiO₂ في الظروف التي من شأنها إزالتها من التيتانيوم غير المُسبَّك.

والنتيجة العملية هي: يظل الفئة 7 غير متأثر في محلول حمض الهيدروكلوريك المخفف، ومحلول حمض الكبريتيك المخفف، وغاز الهيدروكلوريك الرطب، وذلك عند درجات الحرارة والتركيزات التي تسبب تآكلًا نشطًا سريعًا في الفئة 2 ومعظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

مقاومة التآكل في الشقوق

يُعد التآكل الشقي مصدر قلق خاص في ألواح أنابيب المبادلات الحرارية، والمفاصل ذات الحواف، ومجموعات أدوات التثبيت، حيث تحد الشكل الهندسي من وصول الإلكتروليت. وتُظهر البيانات المنشورة من ATI وTIMET أن إضافة البلاديوم ترفع درجة الحرارة الحرجة للتآكل الشقي بشكل ملحوظ:

الصف عتبة التآكل الشقي (بيئة ذات كلوريد ودرجة حموضة pH > 1)
الدرجة 1 / الدرجة 2 (CP Ti، غير مُصَهَّر) ~80 درجة مئوية
الدرجة 7 / الدرجة 11 / الدرجة 17 (مُشبَّعة بالبلاتين) ~250 درجة مئوية

ويُعد هذا الهامش البالغ 170 درجة مئوية السبب الهندسي الرئيسي وراء تحديد استخدام الفئة 7 في دوائر المحلول الملحي الساخن، وسوائل أجهزة تنقية الغاز المحتوية على الكلور، وتدفقات العمليات الحمضية عالية الحرارة.

الصف السابع مقابل الصف الحادي عشر مقابل الصف الثاني عشر مقابل الصف السابع عشر — كيف تختار؟

تتميز جميع الدرجات الأربع بمقاومة محسّنة للتآكل مقارنةً بالتيتانيوم المطلي بالكربيد. ويعتمد الاختيار على قوة السبيكة الأساسية، ومحتوى البالاديوم، وأولوية التكلفة:

الصف UNS القاعدة محتوى البالاديوم UTS (دقيقة) الأفضل لـ
الصف السابع 52400 راند الصف الثاني (المستوى O الأعلى) 0.12–0.25% 345 ميجا باسكال الأحماض المختزلة، التآكل الشقي، الاستخدامات الكيميائية العامة
الصف الحادي عشر R52250 الصف الأول (المرحلة الدنيا من المستوى O) 0.12–0.25% 241 ميجا باسكال تطبيقات التشكيل على البارد التي تتطلب أقصى درجة من الليونة
الصف 12 R53400 CP التيتانيوم + الموليبدينوم + النيكل 0 (لا يوجد Pd) 483 ميجا باسكال وسائط ذات عدوانية معتدلة + قوة أعلى بتكلفة أقل
الصف السابع عشر R52252 القاعدة من الدرجة الأولى 0.04–0.08% 241 ميجا باسكال بديل مُحسَّن من حيث التكلفة، حيث يكفي وجود نسبة أقل من مادة البالاديوم

دليل اتخاذ القرار:

  • تقليل الاستخدام في البيئات الحمضية (HCl المخفف، H₂SO₄ المخفف، H₃PO₄ الساخن) → الصف السابع
  • أقصى قدر من قابلية التشكيل على البارد في الظروف المسببة للتآكل → الصف الحادي عشر
  • متطلبات قوة أعلى + وسط تآكلي بدرجة خفيفة → الصف 12
  • ضغوط التكلفة في الحالات التي يكون فيها انخفاض محتوى البوليدوريل تقنيًّا مقبولًا → الصف السابع عشر

التركيب الكيميائي — متطلبات المعيار ASTM B348 الدرجة 7

يخضع التركيب الكيميائي للقضيب الدائري المصنوع من التيتانيوم من الدرجة 7 لما يلي: ASTM B348-19 (المواصفات القياسية لقضبان وكتل التيتانيوم وسبائك التيتانيوم). جميع العناصر المذكورة أدناه تمثل الحدود القصوى، باستثناء البلاديوم الذي يخضع لنطاق محدد.

العنصر المتطلبات (wt%)
تيتانيوم الرصيد
البلاديوم (Pd) 0.12-0.25
الحديد (Fe) ≤ 0.30
الأكسجين (O) ≤ 0.25
الكربون © ≤ 0.08
النيتروجين (N) ≤ 0.03
الهيدروجين (H) ≤ 0.015

لماذا تعتبر مستويات الأكسجين والحديد مهمة؟

يُعد الأكسجين والحديد العوامل الرئيسية لتقوية البنية البينية في التيتانيوم من نوع CP. وتستخدم الدرجة 7 التركيب الأساسي للدرجة 2 (O ≤ 0.25%، Fe ≤ 0.30%)، مما يوفر توازنًا بين القوة والليونة. تسمح التركيبة الأساسية للدرجة 1 (المستخدمة في الدرجة 11) بمستوى أقل من الأكسجين (≤ 0.18%)، مما ينتج عنه ليونة وقابلية تشكيل على البارد أعلى على حساب قوة الشد.

في التطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل، يستحق محتوى الحديد اهتمامًا خاصًّا: فقد يؤدي ارتفاع نسبة الحديد (Fe) إلى تكوين مراحل ثانية غنية بالحديد عند حدود الحبيبات، مما يؤدي إلى تكوين خلايا كهروكيميائية دقيقة تقوض محليًّا الطبقة الواقية من TiO₂. ويضمن الالتزام بمعيار ASTM B348 مع تقرير المواد (MTR) القابل للتتبع بقاء نسبة الحديد ضمن الحدود المحددة.

الخصائص الميكانيكية — ASTM B348 الدرجة 7

يستوفي الدرجة 7 نفس المتطلبات الدنيا للخصائص الميكانيكية التي تستوفيها الدرجة 2، مما يجعلها بديلاً مباشراً يمكن استخدامه في أي مكان تمت فيه الموافقة بالفعل على الدرجة 2، ولكن يُطلب فيه مزيداً من مقاومة التآكل.

الممتلكات المتطلبات معيار الاختبار
قوة الشد (UTS) ≥ 345 ميجا باسكال (50 كسي) ASTM E8
قوة الخضوع (إزاحة 0.2%) ≥ 275 ميجا باسكال (40 كسي) ASTM E8
الاستطالة في 2 بوصة (50 ملم) ≥ 20% ASTM E8
تقليل المساحة ≥ 30% ASTM E8
الصلابة (القيمة النموذجية) ~150 HB ASTM E18
معامل المرونة (قياسي) ~103–110 جيجا باسكال (14.9–16.0 × 10⁶ باسكال)
الكثافة (النموذجية) 4.51 جم/سم مكعب

الدرجة 7 مقابل الدرجة 5 (Ti-6Al-4V) — الأولوية لمقاومة التآكل مقابل الأولوية للقوة

توفر الدرجة 5 (Ti-6Al-4V، UNS R56400) قوة شد تبلغ تقريبًا ضعف قوة شد الدرجة 7 (قوة الشد القصوى UTS ≥ 895 ميجا باسكال وفقًا لمعيار ASTM B348 مقابل ≥ 345 ميجا باسكال)، مما يجعلها الخيار الافتراضي للتطبيقات الهيكلية والفضائية. ومع ذلك، فإن الدرجة 5 لا تضاهي مقاومة التآكل التي تتمتع بها الدرجة 7 في بيئات الخدمة الحمضية، كما أن لحامها أصعب بكثير دون معالجة حرارية بعد اللحام. وبالنسبة لأعمدة المصانع الكيميائية، وأعمدة الصمامات، والمثبتات التي تكون فيها بيئة الخدمة — وليس الحمل الهيكلي — هي المعيار التصميمي الحاكم، فإن الدرجة 7 هي المواصفة الصحيحة.

أداء مقاومة التآكل في البيئات الكيميائية العدوانية

تتمثل الميزة الرئيسية لدرجة 7 في مقاومتها الفائقة للتآكل، والتي يمكن قياسها كمياً، مقارنةً بالتيتانيوم CP غير المُصلب ودرجات الفولاذ المقاوم للصدأ الشائعة. تعكس البيانات الواردة أدناه أداءً منشوراً في مجال مقاومة التآكل، تم تجميعه من ATI Metals، والملاحظات الفنية لـ TIMET، ودليل ASM المجلد 13B (التآكل: المواد).

المقاومة في حمض الهيدروكلوريك المخفف (HCl)

يتآكل التيتانيوم غير المُخلوط من الدرجة 2 بمعدلات قابلة للقياس عند تركيزات حمض الهيدروكلوريك (HCl) تزيد عن 5% تقريبًا في درجة حرارة الغرفة، وعند تركيزات منخفضة جدًّا (1–3%) بمجرد أن تتجاوز درجة الحرارة ~60 درجة مئوية. أما الدرجة 7 فتوسع نطاق التشغيل الآمن بشكل كبير:

تركيز حمض الهيدروكلوريك درجة الحرارة القصوى المسموح بها للخدمة من الدرجة 2 درجة الحرارة القصوى المسموح بها للخدمة للصف 7
1% ~60 درجة مئوية ~190 درجة مئوية
3% حوالي 40 درجة مئوية ~130 درجة مئوية
5% ~25 درجة مئوية (حدية) ~90 درجة مئوية
10% غير موصى به ~50 درجة مئوية

تمثل القيم حدودًا تقريبية للتآكل المتساوي عند معدل أقل من 0.13 مم/سنة (5 م في السنة). ويعتمد الأداء الفعلي على التهوية والسرعة ووجود العوامل المؤكسدة. المصدر: دليل هندسة تآكل التيتانيوم الصادر عن ATI؛ دليل ASM، المجلد 13B.

المقاومة في حمض الكبريتيك (H₂SO₄)

توفر الدرجة 7 حماية فعالة في حمض الكبريتيك المخفف، في حين تفشل الدرجة 2 في ذلك:

تركيز حمض الكبريتيك الصف 2 الصف السابع
1–5% هامشي عند درجة حرارة تزيد عن 50 درجة مئوية مقاوم لدرجات حرارة تتراوح بين 150 و190 درجة مئوية تقريبًا
10% غير موصى به مقاوم لدرجة حرارة تصل إلى حوالي 70 درجة مئوية (يزداد معدل التآكل بشكل حاد عند درجات حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية)
> 20% غير موصى به لا يُنصح باستخدامه في درجات الحرارة المرتفعة

ملاحظة: تظل معدلات التآكل للفئة 7 في محلول H₂SO₄ بتركيز 1–5% أقل من 0.13 مم/سنة (5 مpy) حتى درجة حرارة 190 درجة مئوية في ظروف خالية من الهواء (المصدر: بيانات معدلات التآكل الصادرة عن TIMET). يتدهور الأداء بسرعة في حمض الكبريتيك المركّز (H₂SO₄) فوق 20%. بالنسبة للاستخدامات التي تتطلب حمض الكبريتيك المركّز، ينبغي تقييم استخدام الزركونيوم أو هاستيلوي B-3.

التآكل الشقي في الوسط الكلوريدي الساخن

تُعد درجة الحرارة الحرجة للتآكل الشققي (CCT) للتيتانيوم في المحاليل الملحية من كلوريد الصوديوم (NaCl) وكلوريد المغنيسيوم (MgCl₂) معلمة تصميمية أساسية لمبادلات الحرارة المستخدمة في تحلية المياه والمبادلات البحرية:

  • الصف 2: درجة حرارة التبخر (CCT) ≈ 80 درجة مئوية في محلول MgCl₂ مشبع عند درجة حموضة (pH) > 1
  • الصف السابع: درجة حرارة التحول الكريستالي (CCT) ≈ 250 درجة مئوية في محلول MgCl₂ مشبع عند درجة حموضة (pH) > 1 (وفقًا للبيانات المنشورة من قبل ATI)

ويعني هذا الهامش البالغ 170 درجة مئوية أنه يمكن استخدام الدرجة 7 دون التعرض لخطر التآكل الشقي في جميع درجات حرارة محلول التحلية التجاري تقريبًا (التي تتراوح عادةً بين 40 و120 درجة مئوية).

الدرجة 7 مقابل هاستيلوي C-276 — من منظور تكلفة دورة الحياة

في تطبيقات التخفيض الحمضي، يُعد «هاستيلوي C-276» (UNS N10276) البديل التقليدي عالي الأداء. وتتميز الدرجة 7 بميزة تنافسية من حيث تكلفة دورة الحياة لعدة أسباب:

العامل الدرجة 7 من التيتانيوم هاستيلوي C-276
الكثافة 4.51 جم/سم مكعب 8.89 غ/سم³
تخفيف الوزن (مع الحفاظ على الحجم نفسه) الصف السابع أخف وزنًا بحوالي 49%
قابلية اللحام ممتاز (بدون معالجة حرارية بعد اللحام) جيد (قد يتطلب أحيانًا معالجة حرارية بعد التصنيع)
البدل المخصص للتآكل في محلول حمض الهيدروكلوريك المخفف من صفر إلى حد أدنى الحد الأدنى
التكلفة النسبية للمواد (قضبان معدنية) أقل من المستوى المماثل أعلى

بالنسبة لأعمدة المحركات وأعمدة المضخات التي يؤثر فيها الوزن بشكل مباشر على أحمال المحامل وتآكل موانع التسرب، فإن الميزة التي توفرها الدرجة 7 من حيث الكثافة تُترجم إلى وفورات ملموسة في دورة حياة المعدات، بغض النظر عن سعر المادة.

المواصفات المتاحة — الأبعاد والتفاوتات المسموح بها

يُنتج القضيب الدائري المصنوع من التيتانيوم من الدرجة 7 بمجموعة واسعة من الأحجام لتلبية احتياجات المكونات المُشكلة آليًّا، والعناصر الهيكلية، وقطع التثبيت الأولية.

نطاق القطر والطول

الاستمارة نطاق القطر الطول القياسي فئة التسامح
مدلفن على الساخن / مخلل 20–300 ملم 1,000–6,000 ملم ASTM B348 التجاري
مسحوب على البارد 6–50 ملم 1,000–4,000 ملم h11 / h9
مصقول بدون مركز 6–100 ملم 1,000–3,000 ملم h9 / h8
قضيب / قطعة معدنية مطروقة 100–400 ملم حسب الطلب كما هي بعد التشكيل أو بعد المعالجة الآلية

تتوفر خدمة القطع حسب الطول لجميع الأشكال. يبلغ الحد الأدنى لطول القطع 100 ملم؛ ولا تُفرض أي رسوم إضافية على الأحجام القياسية للمخزون.

ظروف السطح

  • مُدلفن على الساخن / مُزيل القشور (مُخمر): التشطيب القياسي للأقطار الأكبر المستخدمة في المكونات التي خضعت للتشغيل الخام. يتم إزالة أكسيد السطح بالكامل عن طريق التخليل الحمضي وفقًا لمعيار ASTM B600.
  • مسحوب على البارد: دقة أبعاد وتحسين تشطيب السطح مقارنةً بالمنتجات المدرفلة على الساخن. مناسبة للأجزاء المُشكَّلة آليًّا بدقة حيث تكون إمكانية إزالة المزيد من المادة محدودة.
  • مصقول بدون مركز: أدق ضوابط للأبعاد. معيار يُطبق على أعمدة المضخات، وأعمدة الصمامات، والمكونات الدوارة الأخرى ذات التفاوتات الضيقة. التفاوت النموذجي h9 (على سبيل المثال، قطر 25 مم: +0/−0.052 مم).

نماذج المنتجات ذات الصلة — ASTM الدرجة 7

الاستمارة قياسي الاستخدام النموذجي
ورقة / شريط / صفيحة ASTM B265 الدرجة 7 بطانات الأوعية، ومكونات المبادلات الحرارية
أنابيب غير ملحومة / ملحومة ASTM B338 الدرجة 7 أنابيب المبادلات الحرارية، المكثفات
الأنابيب غير الملحومة / الملحومة ASTM B861 / B862 الدرجة 7 أنابيب العمليات
المطروقات معيار ASTM B381، الدرجة F-7 الفلنجات، أجسام الصمامات، أغلفة المضخات
الأسلاك ASTM B863 الدرجة 7 مادة ملء اللحام (ERTi-7)، تشكيل البراغي بالضغط البارد

المعايير والشهادات

يتم إنتاج واختبار قضبان التيتانيوم الدائرية من الدرجة 7 وفقًا للمعايير التالية. وترد قائمة بجميع المعايير المعمول بها مع تسمياتها الحالية.

قياسي النطاق
ASTM B348-19 معيار المنتجات الأولية — قضبان وكتل من التيتانيوم وسبائك التيتانيوم (النسخة الحالية: B348/B348M-21)
ASME SB-348 اعتماد معيار ASME للغلايات وأوعية الضغط وفقًا لمعيار ASTM B348
NACE MR0175 / ISO 15156 الخدمة الحمضية (التي تحتوي على H₂S) — الدرجة 7 (UNS R52400) مدرجة على أنها مقبولة
PED 2014/68/EU توجيه معدات الضغط — ينطبق على مكونات أوعية الضغط في الاتحاد الأوروبي
EN 10204 النوع 3.1 تقرير الاختبار القياسي للمصنع — صادر عن المفتش المعتمد من قبل الشركة المصنعة
EN 10204 النوع 3.2 تقرير قياس المساحة (MTR) الذي يشهد عليه شاهدان — تم التحقق من صحته من قِبل مفتش المشتري أو جهة خارجية

EN 10204 3.1 مقابل 3.2 — ما الذي يعنيه كل منهما بالنسبة لمتطلبات المشروع

النوع 3.1 وهو المعيار الصناعي المعمول به في مجال المشتريات الخاصة بالمصانع الكيميائية والمنشآت البحرية. ويقوم المفتش المعتمد التابع للمصنع بالإشراف على إعداد تقرير الاختبار والتوقيع عليه. ويمكن تتبع الوثيقة حتى رقم الدفعة الإنتاجية المحددة، وهي تشمل جميع الاختبارات المطلوبة بموجب معيار ASTM B348.

النوع 3.2 وهو مطلوب من قبل بعض مقاولي EPC، والمشاريع النووية، والمواصفات الدفاعية. ويقوم مفتش مستقل (من لويدز، أو بيرو فيريتاس، أو TÜV، أو مفتش تابع للمستخدم النهائي) بالإشراف على الاختبار والتوقيع على التقرير. وتستغرق هذه العملية وقتًا أطول وتترتب عليها تكلفة إضافية. يجب تحديد البند 3.2 في مرحلة طلب عرض الأسعار — ولا يمكن إضافته لاحقًا إلى شهادة 3.1.

التصنيع، والتشغيل الآلي، واللحام

تصنيع قضبان مستديرة من الدرجة 7

تُشبه آلات الدرجة 7 آلات التيتانيوم من الدرجة 2 CP. وتتمثل التحديات الرئيسية في انخفاض الموصلية الحرارية (مما يؤدي إلى تركيز الحرارة عند حافة القطع)، والميل إلى التصلب الناتج عن التشغيل، والارتداد. الممارسة الموصى بها:

  • الأدوات: يفضل استخدام الكربيد (درجة C-2 أو المطلي)؛ ويُعد وجود حواف حادة أمرًا ضروريًا — لا تقم أبدًا بالتشغيل باستخدام أدوات متآكلة
  • سرعة القطع: 30–60 م/دقيقة في عملية الخراطة (أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ — حيث يُعد تبديد الحرارة عاملاً حاسماً)
  • معدل التغذية: متوسط إلى مرتفع — تساعد التمريرات الخفيفة على تقوية المعدن؛ حافظ على التلامس المستمر مع البرادة
  • سائل التبريد: التبريد بالماء إلزامي؛ يُفضل استخدام سوائل التبريد القابلة للذوبان في الماء؛ لا يُسمح بالتشغيل الجاف
  • تجنب: شروط الحواف المُعززة؛ تسمح بخروج البُرادة بحرية لمنع إعادة القطع وتراكم الحرارة

درجة اللحام 7 — متطلبات العملية والحماية

يمكن لحام الدرجة 7 بالكامل باستخدام طريقة GTAW (TIG). والشرط الأساسي هو الاستبعاد التام للأكسجين والنيتروجين من منطقة اللحام أثناء دورة التسخين وبعدها. يبلغ الحد الأقصى المسموح به لمحتوى الأكسجين في معدن لحام التيتانيوم حوالي 0.3% (3,000 جزء في المليون)؛ ويؤدي تلوث الهيدروجين بما يزيد عن 150 جزء في المليون إلى التقصف. ويتم التحكم في هذين الخطرين من خلال الحماية المستمرة بالغاز الخامل طوال دورة اللحام.

معدن الحشو: ERTi-7 (AWS A5.16) — مادة حشو تحتوي على البلاديوم تتوافق مع أداء مقاومة التآكل للمعدن الأساسي من الدرجة 7 عند منطقة اللحام. يُعتبر ERTi-2 (حشو من الدرجة 2) مقبولًا للمفاصل الهيكلية التي لا تُعد مقاومة اللحام للتآكل فيها أمرًا بالغ الأهمية، ولكن يجب استخدام ERTi-7 في جميع الحالات التي يتعرض فيها اللحام لبيئة العملية.

متطلبات الحماية:

  • غاز الحماية في عملية اللحام بالشعلة: الأرجون (نقاء 99.998% كحد أدنى)، 10–15 لتر/دقيقة
  • التطهير الخلفي (جانب الجذر): الأرجون، مع الاستمرار في ذلك حتى يبرد اللحام ومنطقة التأثير الحراري (HAZ) إلى ما دون 260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت) على الأقل — حيث يتفاعل التيتانيوم مع الأكسجين عند درجات حرارة أعلى من هذا الحد (وفقًا لمعيار AWS D10.6)
  • الدرع الخلفي: إلزامي في الممرات الخارجية — يجب أن يمتد مسافة 75–100 ملم خلف القوس

تغير لون منطقة اللحام بسبب الحرارة — المعايير المقبولة مقابل معايير الرفض:

لون التظليل الحراري مستوى التلوث القبول
فضي لامع / قش فاتح / قش داكن / برونزي ضئيل مقبول
أزرق فاتح نسبة أكسجين معتدلة رفض — يلزم إعادة العمل عليه
أزرق / رمادي-أزرق كمية كبيرة من الأكسجين رفض — يلزم إعادة العمل عليه
قشور أكسيد رمادية/بيضاء تلوث شديد الرفض — قص الجزء وإعادة لحامه

لا يلزم إجراء المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) للمكونات الملحومة من الدرجة 7 في الاستخدامات الكيميائية القياسية. وقد يُشترط إجراء تخفيف الإجهاد للمكونات ذات المقاطع السميكة في الاستخدامات التي تتطلب مقاومة إجهاد التعب عالي الدورات.

اللحام من الدرجة 7 إلى الدرجة 2

تعتبر اللحامات غير المتجانسة بين الدرجة 7 والدرجة 2 متوافقة من الناحية المعدنية — فكلاهما من التيتانيوم المقاوم للتآكل (CP) في الطور ألفا. استخدم مادة الحشو ERTi-7 للحفاظ على البلاديوم في رواسب اللحام حيث يتعرض الوصلة لعملية التآكل. وستتطابق الخصائص الميكانيكية لوصلة اللحام مع المعدن الأساسي الأقل قوة (الدرجة 2 أو الدرجة 7 — فكلاهما لهما نفس المتطلبات الدنيا).

تطبيقات الصناعة

يُختار القضيب الدائري من الدرجة 7 للمكونات الدوارة والثابتة في المنشآت الكيميائية التي تتعرض لخطر التآكل الشديد وفي التطبيقات البحرية. وفيما يلي مجالات الاستخدام الرئيسية التي يُعد فيها القضيب الدائري — بخلاف الألواح أو الصفائح أو الأنابيب — الشكل المناسب للمنتج.

  • مصانع الكلور والقلويات: أعمدة دعم الأنود، وأعمدة الصمامات، وقطع التثبيت الخام في بيئات الكلور الرطب وثاني أكسيد الكلور، حيث تتعرض الدرجة 2 لتآكل متسارع
  • التعامل مع حمض الفوسفوريك وحمض الكبريتيك: أعمدة الخلاطات، وأعمدة المضخات، والأجزاء الداخلية للأعمدة في مصانع إنتاج الأسمدة ومصانع تركيز الأحماض التي تعمل في نطاق الأحماض المخففة (< 10% H₂SO₄، < 5% H₃PO₄)
  • أجهزة تنقية غازات المداخن (إزالة الكبريت من غازات المداخن): المثبتات، وأقواس الدعم، والعناصر الهيكلية في دوائر تنقية ثاني أكسيد الكبريت التي تستخدم سائلًا ملوثًا بالكلوريد
  • اللب والورق — محطة التبييض: أعمدة ومثبتات في أبراج التبييض باستخدام ثاني أكسيد الكلور (ClO₂) ومراحل الغسل بالهيبوكلوريت
  • تحلية المياه — دوائر المحلول الملحي: سدادات ألواح أنابيب المبادلات الحرارية، وأكمام أعمدة المضخات، ومخزون أدوات التثبيت في دوائر المحلول الملحي الخاصة بالتبخير متعدد المراحل (MSF) والتناضح العكسي (RO) التي تصل درجة حرارتها إلى 120 درجة مئوية
  • النفط والغاز البحري: المثبتات تحت سطح البحر، وأعمدة الصمامات، ووصلات الأجهزة في البيئات الحامضة (التي تحتوي على H₂S) وفقًا لمعيار NACE MR0175

حزمة الطلبات والمخزون والشهادات

المخزون القياسي ومدة التسليم

الفئة نطاق القطر المهلة الزمنية
متوفر في المخزون (المقاسات الشائعة) 25، 32، 40، 50، 63، 75، 100 ملم 2–5 أيام عمل
من المخزون (نطاق موسع) 12–150 ملم (أحجام محددة) 5–10 أيام عمل
طلب تصنيع (غير متوفر في المخزون) 6–300 ملم من 6 إلى 12 أسبوعاً
قضبان مخصصة / ذات قطر كبير 200–400 ملم 10–16 أسبوعًا

تتوفر عمليات القطع حسب الطول، والتلميع، والطحن بدون مركز كعمليات ثانوية على المواد المتوفرة في المخزون.

حزمة الشهادات (قياسية)

تتضمن كل شحنة من القضبان الدائرية المطابقة لمعيار ASTM B348 من الدرجة 7 ما يلي:

  • EN 10204 3.1 تقرير اختبار المصنع تتضمن: رقم الدفعة، والتركيب الكيميائي (جميع العناصر وفقًا لمعيار ASTM B348، بما في ذلك نسبة البالاديوم المؤكدة التي تتراوح بين 0.12 و0.251 في TP3T)، ونتائج الاختبارات الميكانيكية (حد الانكسار، والحد الأقصى لليونة، والاستطالة، وتقلص المساحة)، وشروط المعالجة الحرارية، وتوقيع المفتش المعتمد
  • سجل فحص الأبعاد: القطر، والاستقامة، والطول وفقًا للتفاوتات المسموح بها في معيار ASTM B348
  • تأكيد وسم المواد: رقم الدفعة مختوم أو مطبوع بالاستنسل على القضيب وفقًا للمعيار ASTM B348، القسم 13

EN 10204 3.2، وبيان الامتثال لمعيار NACE MR0175، وتقرير اختبار PMI (XRF)، والوثائق الخاصة بالعميل متوفرة عند الطلب — يرجى تحديد ذلك في مرحلة طلب عرض الأسعار.

الحد الأدنى لكمية الطلب

لا يوجد حد أدنى إلزامي للطلبات بالنسبة للأحجام المتوفرة في المخزون. أما الطلبات من المصنع، فهي تخضع للحد الأدنى لوزن الدفعة (الذي يتراوح عادةً بين 500 كجم و2,000 كجم حسب القطر). يرجى الاتصال بفريق المبيعات لدينا لترتيب تقسيم الدفعة في حالة الحاجة إلى كميات أصغر.

الأسئلة الشائعة — قضيب دائري من التيتانيوم من الدرجة 7

ما الذي يجعل الدرجة 7 أكثر مقاومة للتآكل من الدرجة 2؟
يحتوي الدرجة 7 على 0.12–0.25 بالوزن من البلاديوم (وفقًا لمعيار ASTM B348)، والذي يعمل كمزيل استقطاب كاثودي. في البيئات الحمضية المختزلة — مثل حمض الهيدروكلوريك المخفف، وحمض الكبريتيك المخفف، وحمض الفوسفوريك الساخن — يعمل البلاديوم على تحويل جهد التآكل إلى ما فوق نقطة الانتقال بين الحالة النشطة والحالة السلبية، مما يحافظ على سلامة الطبقة السلبية من TiO₂، في حين يتآكل الدرجة 2 بشكل نشط.

ما الفرق بين التيتانيوم من الدرجة 7 والتيتانيوم من الدرجة 11؟
تحتوي كلتا الدرجتين على نفس نطاق البلاديوم (0.12–0.25%) وتوفران نفس مستوى مقاومة التآكل. ويكمن الاختلاف في التركيب الأساسي: تستخدم الدرجة 7 قاعدة من الدرجة 2 (O ≤ 0.25%، UTS ≥ 345 ميجا باسكال)؛ بينما تستخدم الدرجة 11 قاعدة من الدرجة 1 (O ≤ 0.18%، UTS ≥ 241 ميجا باسكال). يتم اختيار الدرجة 11 عندما تكون هناك حاجة إلى أقصى قدر من قابلية التشكيل على البارد؛ أما الدرجة 7 فهي الخيار القياسي لتطبيقات قضبان التشغيل الآلي.

ما هي المستندات المرفقة مع كل شحنة؟
تتضمن كل شحنة تقرير اختبار المصنع وفقًا للمعيار EN 10204 3.1، والذي يتضمن التركيب الكيميائي الكامل (بما في ذلك نطاق البالاديوم المؤكد 0.12–0.25%)، ونتائج الاختبارات الميكانيكية التي يمكن ربطها برقم دفعة الإنتاج، وسجلات فحص الأبعاد. وتتوفر وثائق الامتثال لمعيار EN 10204 3.2 ومعيار NACE MR0175 عند الطلب.

كيف يمكنني التأكد من أن القضيب الذي استلمته هو من الدرجة 7 وليس من الدرجة 2؟
يكشف تحليل XRF (التلألؤ بالأشعة السينية المحمول) عن محتوى البلاديوم في غضون ثوانٍ، وهو إجراء معتاد في فحص الواردات الخاصة بالتيتانيوم المُخلوط بالبلاديوم. بالنسبة للتطبيقات الحرجة، يوفر التحليل المختبري باستخدام تقنية ICP-OES (البلازما المقترنة حثياً) لعينة مأخوذة من الدفعة الموردة تركيباً كيميائياً دقيقاً. يجب دائماً مطابقة رقم الدفعة الموجود على علامات القضبان مع تقرير مادة الخام (MTR).

متى ينبغي اختيار الصف السابع بدلاً من الصف الثاني عشر؟
اختر الدرجة 7 للاستخدامات التي تتطلب مقاومة للتآكل الحمضي (حمض الهيدروكلوريك المخفف، وحمض الكبريتيك المخفف، وغاز الهيدروكلوريك الرطب)، وفي الحالات التي ينطوي فيها وجود بيئات هاليدية ساخنة على خطر التآكل الشقي. توفر الدرجة 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni، UNS R53400) قوة أعلى (UTS ≥ 483 ميجا باسكال) وتعد أكثر فعالية من حيث التكلفة للبيئات ذات التآكل المعتدل حيث يوفر مزيج النيكل/الموليبدينوم حماية كافية. الدرجة 7 هي الخيار المحافظ والآمن من حيث المواصفات في الحالات التي يؤدي فيها الفشل الناتج عن التآكل إلى عواقب تتعلق بالسلامة أو اللوائح التنظيمية.

هل يمكن لحام التيتانيوم من الدرجة 7؟
نعم. يمكن لحام الدرجة 7 بالكامل باستخدام طريقة GTAW (TIG) مع سلك حشو ERTi-7 المحتوي على البلاديوم. ويجب توفير حماية كاملة بالغاز الخامل — غاز الشعلة، والتطهير الخلفي، والحماية الخلفية — طوال دورة اللحام لمنع التلوث بالأكسجين والنيتروجين. يتم التأكد من جودة اللحام المقبولة من خلال فحص اللون الناتج عن الحرارة: يُعتبر اللون الفضي إلى الذهبي الفاتح مقبولاً؛ أما اللون الأزرق أو الرمادي فيشير إلى وجود تلوث ويتطلب إعادة العمل.

هل يتوافق الدرجة 7 مع معيار NACE MR0175 / ISO 15156 فيما يتعلق بالخدمة في البيئات الحمضية؟
نعم. تدرج المواصفة NACE MR0175 / ISO 15156-3 الدرجة 7 (UNS R52400) كمواد مقبولة للاستخدام في تطبيقات النفط والغاز الحامض (التي تحتوي على H₂S). وتتوفر وثائق الامتثال عند الطلب للمشاريع التي تتطلب شهادة NACE رسمية.

ما هو نطاق الأحجام القياسية ومدة التسليم المعتادة؟
تتوفر الأقطار الشائعة (25–100 مم) في المخزون، ويتم شحنها خلال 2–5 أيام عمل. أما الأقطار والأطوال غير القياسية، فيتم إنتاجها بناءً على طلب المصنع، مع مهلة إنتاج تتراوح بين 6 و12 أسبوعًا. أما القضبان المخصصة التي يتراوح قطرها بين 200 و400 مم، فتستغرق 10–16 أسبوعًا. تتوفر خدمات القطع حسب الطول والتشطيب السطحي للمواد المتوفرة في المخزون دون أي تأثير إضافي على مهلة التسليم.

لماذا تحظى HonTitan بثقة العملاء العالميين

توفر منتجاتنا من التيتانيوم وقدراتنا التصنيعية قيمة كبيرة في العديد من الصناعات. إليك المزايا الرئيسية التي تجعل من HonTitan شريكاً موثوقاً به.

سرعة الإنتاج والتسليم في الوقت المحدد

نحن نقدم خدمة تسليم سريعة للعينات والطلبات بالجملة. وبفضل المعالجة الفعالة للتيتانيوم - بما في ذلك القطع، والتشكيل، والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي - نضمن الدقة والسرعة لكل مشروع.

قدرات معالجة التيتانيوم المتقدمة

يمكن لشركة HonTitan إنتاج قطع تيتانيوم مخصصة بخصائص مثل الثقوب والفتحات والخيوط والأخاديد والأشكال الهندسية الدقيقة بدءاً من التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي وحتى اللحام والتشكيل والتشطيب السطحي.

تيتانيوم عالي الجودة مع أداء موثوق به

تصنع HonTitan مواد تيتانيوم قوية للغاية بالنسبة لوزنها وتقاوم التآكل بشكل جيد للغاية. وهذا ما يجعلها مستقرة للاستخدام في مجالات الفضاء والطب والكيمياء والمواد الكيميائية والبحرية.

المنتجات ذات الصلة

PDF

أرسل استفسارك اليوم