Titanové materiály nejsou jediné třídy. Podle rozdílu obsahu nečistot a legujících prvků lze titan rozdělit na průmyslově čistý titan a různé slitiny titanu s různými mechanickými vlastnostmi, odolností proti korozi a zpracovatelským výkonem. U titanových topných trubek jsou nejběžněji používané jakosti TA1 a TA2 průmyslově čistý titan a pro některé zvláštní příležitosti se používají slitiny titanu, jako je TC4. Pochopení výkonnostních rozdílů různých jakostí titanu pomáhá vybrat nejvhodnější materiál podle skutečných pracovních podmínek.
Průmyslově čistý titan je nejpoužívanější kategorií pro topné trubice. Podle obsahu nečistot, jako je železo, kyslík a dusík, se průmyslově čistý titan dělí do různých jakostí. Domácí standard TA1 a TA2 odpovídá mezinárodnímu Grade 1 a Grade 2, resp. Čím nižší číslo třídy, tím vyšší čistota, lepší plasticita a odolnost proti korozi, ale nižší pevnost. TA1 (třída 1) má nejvyšší čistotu, nejlepší tažnost a lisovací výkon a snadno se ohýbá a tvaruje. Je vhodný pro ohřev trubek složitých tvarů a mnoha ohýbacích procesů. Jeho odolnost proti korozi je také nejlepší mezi průmyslově čistým titanem, ale jeho pevnost je relativně nízká.
TA2 (Grade 2) je nejběžněji používaná třída pro titanové topné trubice a je také vyváženým bodem komplexního výkonu. Ve srovnání s TA1 má TA2 mírně vyšší obsah nečistot, vyšší pevnost a tvrdost a snese vyšší tlak a proudění. Odolnost proti korozi je o něco nižší než u TA1, ale rozdíl je ve většině korozivních prostředí velmi malý, což je zcela dostačující pro běžné aplikace s mořskou vodou a chemickými aplikacemi. Díky své vyvážené pevnosti, odolnosti proti korozi a ceně se TA2 stal preferovaným materiálem pro většinu titanových topných trubek a trubek pro výměnu tepla.
Slitiny titanu, jako je TC4 (Ti-6Al-4V, Grade 5), se v konvenčních topných trubkách používají zřídka. TC4 je slitina titanu typu + s pevností téměř dvojnásobnou ve srovnání s čistým titanem a snese vyšší tlak a mechanické zatížení. Odolnost TC4 proti korozi je však u některých médií o něco nižší než u průmyslového čistého titanu a proces svařování je obtížnější a náklady jsou vyšší. Topné trubky z titanové slitiny se obvykle používají pouze při zvláštních příležitostech s vysokým tlakem a požadavky na vysokou pevnost, jako jsou hlubinná zařízení a vysokotlaké systémy výměny tepla.
Z hlediska odolnosti proti korozi je průmyslově čistý titan obecně lepší než slitiny titanu ve většině chemických prostředí. Přidání legujících prvků zlepšuje pevnost, ale může snížit stabilitu pasivního filmu v některých specifických médiích. V mořské vodě, zředěné kyselině dusičné, kyselině chromové a dalších médiích mají TA1 a TA2 téměř stejně vynikající výkon; v redukujících kyselinách, jako je kyselina chlorovodíková a kyselina sírová, má TA1 s vysokou-čistotou o něco lepší výkon. Pro silně korozní prostředí se doporučuje nejprve použít TA1, aby se dosáhlo nejlepší odolnosti proti korozi.
Z hlediska zpracování a výroby má TA1 dobrou plasticitu a snadno se ohýbá, roztahuje a svařuje; TA2 má mírnou plasticitu a může také splňovat požadavky na zpracování konvenčních topných trubek; Titanová slitina TC4 má špatnou plasticitu při pokojové teplotě, vyžaduje zpracování za tepla a požadavky na proces svařování jsou také vyšší.
Tabulka 2 Porovnání výkonu běžných jakostí titanu pro topné trubky
表格
| Titanová třída | Mezinárodní ekvivalent | Pevnost v tahu | Odolnost proti korozi | Tvařitelnost | Typická aplikace |
|---|---|---|---|---|---|
| TA1 | 1. třída | ~240 MPa | Nejlepší | Vynikající | Složité tvarované trubky, silné korozní scénáře |
| TA2 | 2. třída | ~345 MPa | Vynikající | Dobrý | Konvenční topné trubky, mořská voda, chemikálie |
| TA3 | 3. třída | ~450 MPa | Dobrý | Generál | Vysoké-požadavky na pevnost, obecná koroze |
| TC4 (Ti-6Al-4V) | 5. třída | ~895 MPa | Mírný | Chudý | Vysoký tlak, vysoké zatížení zvláštní příležitosti |
Rozumným výběrem druhů titanu podle skutečných pracovních podmínek lze dosáhnout nejlepší rovnováhy mezi výkonem a cenou titanových topných trubek.
