Titane de grade 2 ou de grade 12 pour l'ingénierie maritime : lequel devriez-vous choisir ?

Une question nous est fréquemment posée : lors de la sélection du titane pour l’ingénierie maritime, devriez-vous choisir le grade 2 ou le grade 12 ? Cette question revient beaucoup plus souvent que presque toutes les autres questions de sélection de matériaux en titane-.

Les deux qualités sont largement utilisées dans les environnements d’eau de mer. Tous deux offrent une excellente résistance à la corrosion et une bonne soudabilité. Cependant, les titanes de grade 2 et de grade 12 ne sont pas interchangeables pour toutes les applications.

Si vous choisissez la 12e année alors que vous n'avez pas besoin de ses performances supplémentaires, vous pourriez payer plus que nécessaire. En revanche, si vos conditions de fonctionnement sont trop agressives pour le grade 2, choisir le mauvais grade pourrait augmenter le risque de corrosion prématurée ou raccourcir la durée de vie.

Dans ce guide, vous comparerezTitane de grade 2 ou de grade 12en termes de propriétés mécaniques, de résistance à la corrosion par l'eau de mer, de résistance, de soudabilité, de formabilité, de coût et d'applications marines typiques. Plus important encore, vous apprendrez quelle nuance de titane est la plus adaptée à votre projet d'ingénierie maritime spécifique.

Si vous recherchez des barres de titane pour votre projet marin, vous pouvez également consulter notreGamme de produits barres/tiges en titane.

Le grade 2 est du titane commercialement pur. Il contient plus de 99 % de titane, avec des quantités contrôlées d’oxygène, de fer, de carbone, d’azote, d’hydrogène et d’autres éléments.

Le grade 12 est basé sur du titane commercialement pur mais contient deux ajouts d'alliage intentionnels : environ 0,6 à 0,9 % de nickel (Ni) et 0,2 à 0,4 % de molybdène (Mo). ASTM identifie le grade 12 comme Ti-0.3Mo-0.8Ni / UNS R53400.

Bien que la quantité totale d’éléments d’alliage soit relativement faible, ces ajouts peuvent améliorer considérablement les performances dans certains environnements corrosifs exigeants.

Pourquoi ajoute-t-on du nickel ?

Le nickel contribue à améliorer la résistance à la corrosion du titane dans certains environnements contenant et réduisant des chlorures. En particulier, il contribue à une meilleure résistance à la corrosion caverneuse dans les saumures chaudes par rapport au titane commercialement pur.

Cela devient important lorsque votre équipement marin contient des raccords à brides, des zones filetées, des joints ou d'autres géométries où des conditions stagnantes et appauvries en oxygène peuvent se développer.

Pourquoi du molybdène est-il ajouté ?

Le molybdène améliore la résistance du titane dans certains environnements réducteurs et acides et contribue à une meilleure résistance à la corrosion localisée.

La combinaison Ni + Mo permet au grade 12 de conserver l'excellente résistance à la corrosion associée au titane tout en offrant des performances supplémentaires dans certains environnements chlorure et réducteurs à haute température -.

Pour cette raison, le grade 12 est souvent envisagé lorsque le titane de grade 2 n'offre pas suffisamment de marge de corrosion ou de propriété mécanique-pour les conditions de service réelles.

L’un des principaux avantages du grade 12 est sa résistance mécanique minimale plus élevée que celle du grade 2.

Ces valeurs minimales sont associées aux exigences matérielles ASTM B348 pour les qualités respectives.

Alors, quand cette différence de force est-elle réellement importante ?

Si vous concevez des équipements à haute-pression, des composants contenant de la pression-ou des systèmes à haute-température, la résistance supérieure du grade 12 peut vous permettre d'utiliser des sections plus fines lorsque le code de conception applicable le permet.

Bien que le grade 12 ait un prix de matériau plus élevé, la réduction de l'épaisseur des parois peut potentiellement réduire le besoin total en matériaux et donc améliorer la rentabilité globale du projet.

Cependant, si vous concevez des canalisations d'eau de mer, des échangeurs de chaleur, des condenseurs ou d'autres équipements conventionnels fonctionnant à des températures et des pressions modérées, le grade 2 peut déjà offrir une résistance suffisante.

Une résistance plus élevée n’est un avantage que lorsque votre conception l’exige réellement.

Les deux qualités fonctionnent bien dans l'eau de mer à température ambiante-. Le grade 2 présente un taux de corrosion inférieur à 0,0001 mm/an dans l’eau de mer naturelle, démontrant une résistance exceptionnelle à la corrosion dans les environnements ambiants d’eau de mer. Le grade 12 offre une résistance à la corrosion comparable au grade 2 à température ambiante, tout en offrant des marges de sécurité supplémentaires dans des environnements plus exigeants.

Dans les environnements d'eau de mer chaude et à forte teneur en -chlores-ions, la différence de performances entre les deux qualités devient la plus significative. Le grade 2 présente généralement une bonne résistance à la corrosion caverneuse à des températures de l'eau de mer inférieures à environ 82 degrés ; cependant, le risque de corrosion caverneuse augmente à mesure que la température augmente, en particulier dans les environnements d'eau de mer stagnante, contenant des crevasses- ou pollués. Le grade 12 démontre une résistance encore plus élevée à la corrosion caverneuse ; dans des conditions de test spécifiques, lorsque le pH est supérieur à 2, il peut rester résistant à la corrosion caverneuse à des températures d'environ 240 degrés. De plus, des études ont évalué les performances du Grade 12 dans une solution de NaCl neutre à 0,27 mol/L à des températures allant jusqu'à 120 degrés.

Dans les environnements acides réducteurs, le grade 12 surpasse également le grade 2. Dans l'acide chlorhydrique bouillant, le grade 2 peut résister à une concentration d'environ 0,1 %, tandis que le grade 12 peut résister à une concentration d'environ 1 %.

Les deux nuances offrent une excellente soudabilité et peuvent être utilisées avec les procédés de soudage du titane courants tels que TIG et MIG lorsque des procédures de blindage et de soudage appropriées sont utilisées.

Le grade 2 a une ductilité plus élevée, avec un allongement généralement d'environ 20 % minimum selon les exigences ASTM B348, contre environ 18 % pour le grade 12.

Cela rend le niveau 2 particulièrement attractif lorsque vous avez besoin de :

• Formage à froid complexe
• Pliage
• Fabrication de composants de tuyauterie
• Formage plus facile à température ambiante
• Bonne ductilité lors de la fabrication

Le grade 12 a une ductilité légèrement inférieure mais offre une résistance plus élevée et des performances de corrosion améliorées dans des environnements exigeants sélectionnés.

Pour la plupart des applications d'ingénierie maritime-y compris les canalisations d'eau de mer, les brides, les échangeurs de chaleur et les équipements fabriqués-les deux qualités peuvent être traitées en utilisant des pratiques établies de fabrication et de soudage du titane.

Vous devriez généralement envisager le titane de grade 2 lorsque :

• La température de votre eau de mer varie des conditions ambiantes à environ 80 degrés (180 degrés F) ou moins.
• Le débit d'eau de mer est continu et bien contrôlé
• Votre système ne contient pas de zones stagnantes graves ni de crevasses étroites
• Vous concevez des systèmes conventionnels de canalisations d'eau de mer ou d'échangeurs de chaleur.
• Le coût est une considération importante
• Vous n'avez pas besoin de la résistance supplémentaire ou de la marge de corrosion du grade 12.
• Vous avez besoin d’un formage à froid plus complexe
• Vous souhaitez une nuance de titane-bien établie et largement utilisée pour les applications marines.

Vous devriez envisager le titane de grade 12 dans les cas suivants :

• La température de votre eau de mer est supérieure à environ 80 degrés (180 degrés F)
• Votre conception contient des zones stagnantes ou des crevasses étroites
• Vous avez des connexions à brides, filetées ou avec joints où une corrosion localisée peut être un problème.
• Votre eau de mer contient des concentrations élevées de chlorure
• Votre eau de mer est contaminée ou chimiquement agressive
• Vous travaillez avec de la saumure chaude
• Vous avez besoin d’une résistance mécanique plus élevée
• Vous concevez un équipement-à pression plus élevée
• Vous souhaitez évaluer des sections de mur plus minces lorsque le code de conception applicable le permet
• Votre système combine le service maritime avec le traitement chimique
• Votre équipement est exposé à certains environnements acides réducteurs

Le point clé est que vous ne devriez pas choisir la 12e année simplement parce que votre projet est classé comme « marin ».Au lieu de cela, vous devriez examiner les conditions de fonctionnement réelles de votre système.

Chaque projet de génie maritime est différent.

La température de l'eau de mer, la vitesse d'écoulement, la concentration en chlorure, le pH, la pression de fonctionnement, la géométrie du système, la conception des crevasses et le milieu de service peuvent tous affecter la qualité de titane la plus appropriée.

Avant de spécifier le niveau 2 ou le niveau 12, vous devez donc évaluer l'environnement d'exploitation complet plutôt que de sélectionner un niveau basé uniquement sur le nom de l'application.

Chez ZC Titanium, nous fabriquons et fournissons des barres en titane, des pièces forgées en titane et des attaches en titane, les grades 2 et 12 étant disponibles pour différentes applications industrielles et marines.

Vous pouvez nous envoyer la qualité de votre matériau, vos dimensions, votre quantité, la norme applicable, la température de fonctionnement et les détails de l'application. Nous pouvons vous aider à évaluer la qualité de titane et les spécifications de produit appropriées pour votre projet.

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