Kuidas titaantorud tööstusteenistusse sisenesid
Korrosioonikindlaid titaantorusid on töötlevas tööstuses kasutatud umbes veerand sajandit ning need on nüüd keemiatehaste, naftakeemiaüksuste, soolatootmise, värvilise metallurgia ja magestamise standardvarustus. Titaan on vastupidav kloriididele, oksüdeerivatele hapetele ja mereveele, mistõttu asendas see roostevaba terase ja niklipõhised materjalid soojusvahetites, kondensaatorites ja ülekandeliinides, kus märgkorrosioon oli piiravaks teguriks. Selle levik oli aeglasem, kui metall ise vääris, sest torujuhtmed sõltuvad ka liitmikest ning titaanliini varane nõrk koht ei olnud mitte toru, vaid seda ühendavad ühenduskohad.
Standardiseeritud torumõõtmete päritolu
Metallist torusid on toodetud enam kui 200 aastat, kuid torude suuruste järjestamine algas alles 1920. aastatel, kui tööstus vajas korratavat viisi torude, liitmike ja äärikute sobitamiseks. Siseläbimõõdu tolline täisarv võeti nimiläbimõõduks ehk DN ja suurused järjestati seeriasse. Seejärel läksid riiklikud tavad lahku: Ühendkuningriigis, Ameerika Ühendriikides ja Jaapanis kasutatavad välisläbimõõdu sätted olid sisuliselt samad ja moodustasid suure läbimõõduga seeria, samas kui Saksamaa ja Itaalia põhinesid oma süsteemidel väiksemal välisläbimõõdul ja koostasid eraldi väiksema seeria.
Alles umbes seitsekümmend aastat tagasi anti nende seeriate jaoks välja rahvusvaheliselt võrreldavad spetsifikatsioonid, mille pikkusühikuks võeti millimeeter. 1980. aastatel avaldasid paljud riigid torujuhtmete täielikud tehnilised standardid ja see töölaine ühendas lõpuks torustiku komponentide tellimisel kasutatud võrdlusmõõtme.
Torujuhtmete ja paigaldusstandardite väljatöötamine
Õli- ja protsessitorude komponentide standardimine algas hiljem kui torude endi standardimine. Nafta- ja keemiatööstuse ametivõimud andsid 1980. aastate alguses välja varajased paigaldusstandardid, mis hõlmasid õmblusteta kõverusi ning süsinikterasest ja madala legeeritud terasest torujuhtmete ühendamist. Nendele järgnesid laiemad riiklikud spetsifikatsioonid terasest põkkkeevitusega õmblusteta toruliitmike jaoks, mis on tänapäevalgi liitmiku mõõtmete viitedokument ja mida toetavad rahvusvahelised liitmikustandardid, nagu ASME B16.9 seeria.
Õmblusteta paigaldamise läbimurre
Keevitatud liitmikke kasutati algselt titaanist liinide kurvides ja ristumiskohtades. Neid valmistatud liitekohti oli raske ehitada, nende kasutusiga oli suhteliselt lühike ja neist sai kõige nõrgem element, mis piiras kogu torujuhtme eluiga. Pärast mitut aastat kestnud arendustööd õnnestus värviliste metallide uurimisinstituudil toota spetsiaalse ekstrusioonimeetodi abil õmblusteta titaanliitmikke, sealhulgas põlved, reduktorid, tee- ja äärikuliitmikud. Arendusega kahandas lünk titaantorusüsteemides ning viis titaantorustike ehitus ja paigaldus toru enda tasemele ning torustike kasutusiga pikenes tänu sellele üle kahe korra.
Seejärel koostati titaanist liitmike standardid, et need vastaksid riiklikule paigaldusstandardile, hõlmates põlved, triibud, reduktorid ja lahtised äärikuliitmikud, koos spetsifikatsioonide, materjalide ja kontrollinõuetega, mis olid vastavuses titaantoru standarditega, nii et terviklikku süsteemi saab tellida ühemõõtmeliselt.
Nimiläbimõõdu seeria ja A/B-osakond
Liitmike järjestamine põhineb nimiläbimõõdul ja jaguneb umbes üheksateistkümneks suuruseks, väljendatuna tollides või millimeetrites. Nimiläbimõõt on täisarvude jada, mis on sarnane, kuid mitte võrdne toru siseläbimõõduga. Ühenduse iga mõõtme saab tuletada nimiläbimõõdust ja toru tüübist, kusjuures peamine muutuja on seina paksus.
Välisläbimõõton kõige olulisem praktiline suuruse parameeter, sest see reguleerib toru, liitmiku ja ääriku vahelist sobivust.
Sarijärgib suure läbimõõduga, rahvusvaheliselt ühtlustatud sätteid ja seda eelistatakse uute seadmete puhul ühtluse saavutamiseks.
B-seeriajärgib vanemaid siseriiklikke sätteid ja seda kasutatakse jätkuvalt asendustöödeks olemasolevates tehastes.
Eeldatakse, et A- ja B-süsteemid eksisteerivad koos pikka aega, seega peavad joonised ja ostutellimused seeriad selgesõnaliselt ära näitama.
Kaasaegsed titaantoru standardid
| Standardne | Ulatus |
|---|---|
| ASTM B338 | Õmblusteta ja keevitatud titaanist ja titaanisulamist torud kondensaatoritele ja soojusvahetitele |
| ASTM B861 | Õmblusteta titaanist ja titaanisulamist toru üldhoolduseks |
| ASTM B862 | Keevitatud titaanist ja titaanisulamist toru üldhoolduseks |
| ASTM B363 | Õmblusteta ja keevitatud titaanist liitmikud üldhoolduseks |
| ASTM B381 | Titaanist ja titaanisulamist sepised, mida kasutatakse äärikute ja klapikorpuste jaoks |
| ASME B16.9 | Põkkkeevitusliitmikud, mida kasutatakse liitmiku geomeetria mõõtmete võrdlusalusena |
Klassid valitakse vastavalt teeninduskeskkonnale: legeerimata klassid oksüdeeriva ja neutraalse keskkonna jaoks, pallaadiumi kandvad klassid hapete redutseerimiseks ja sulamiklassid, kus on vaja suuremat tugevust. Kuna titaantorustik on tavaliselt õhukeseseinaline ja paigale keevitatud, jääb kasutusea määravaks teguriks kaitsegaasi kaitse, vuukide ettevalmistamine ja paigaldusaegne puhtus.
Õppetunnid tänaste spetsifikatsioonide jaoks
Titaantorude ajalugu näitab, et korrosioonikindel sulam tagab oma täieliku eluea ainult siis, kui kogu süsteem, mitte ainult toru, on konstrueeritud sama standardi järgi. Toru klassi määramine ilma mõõtmete seeriat, liitestandardit ja liitetüüpi märkimata jätab nõrgima lüli määramata. Kaasaegsetes ostuspetsifikatsioonides on seetõttu kirjas torustandard, liitmiku standard, nimiläbimõõdu seeria, klass ja kontrollinõuded koos ning nõutakse nii liitmike kui ka torude mõõtmete ja materjali jälgitavust.
Korduma kippuvad küsimused
K: Kui kaua on titaantorusid tööstuses kasutatud?
Korrosioonikindlad titaantorud on olnud tsiviiltööstuses umbes veerand sajandit, peamiselt keemia-, naftakeemia-, soolatootmis- ja värvilise metallurgia tehastes, kus kloriid ja oksüdeerivad ained lühendavad roostevaba terase eluiga.
K: Mis on nimiläbimõõdu seeria ja miks see on oluline?
Nimiläbimõõt on täisarvuline suurusseeria, mis põhineb toru sisemuse tolliläbimõõdul ja on paigutatud ligikaudu üheksateistkümnesse astmesse. See võimaldab torusid, liitmikke ja äärikuid suuruse järgi sobitada ning seetõttu tuleb ostutellimusel märkida seeria koos välisläbimõõduga.
K: Mis vahe on A- ja B-seeriatel?
A-seeria järgib rahvusvaheliselt ühtlustatud suure läbimõõduga sätteid ja on eelistatud uutele seadmetele, et hoida süsteeme ühtlasena. B-seeria järgib vanemaid siseriiklikke sätteid ja jääb kasutusse asendustöödeks olemasolevates tehastes, nii et need kaks seeriat eksisteerivad jätkuvalt koos.
K: Miks piirasid keevitatud titaanist liitmikud torujuhtme eluiga?
Valmistatud keevitatud käänakuid ja ristmikke oli raske ehitada ja nende kasutusiga oli lühem kui torul, mistõttu ühenduskohad muutusid paigalduse nõrgimaks osaks. Ekstrusiooniga toodetud õmblusteta liitmikud eemaldasid selle piirangu ja pikendasid torujuhtmete kasutusiga enam kui kahekordselt.
K: Millised standardid hõlmavad kaasaegseid titaantorusid ja liitmikke?
Soojusvahetite ja kondensaatorite titaantorud vastavad standardile ASTM B338, üldhooldustoru ASTM B861 ja ASTM B862, liitmikud standardile ASTM B363 ja sepised standardile ASTM B381, kusjuures põkkkeevitusliitmike mõõtmete võrdlusalusena kasutatakse ASME B16.9.
K: Mida peaks titaantorustiku spetsifikatsioon sisaldama?
Toru standard ja klass, liitmiku standard, nimiläbimõõdu seeria, seina paksus, keevitus- ja kontrollinõuded ning nii torude kui ka liitmike materjali jälgitavus. Ainuüksi hinde märkimine jätab mõõtmete ja liigeste nõuded määratlemata.
