Wie korreliert der Einschlussgehalt (gemessen nach ASTM E45, Typ A vs. Typ C) in einem Heizrohr aus Titan der Güteklasse 2 mit der Lochfraßdichte in einer 0,5 %igen Bromlösung bei 50 Grad?
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In grade 2 titanium, pitting initiation sites are inclusions, especially Ti₂Fe particles. Inclusions are classified by kind according to ASTM E45 as follows: kind A (sulphides, rare in titanium), Type B (aluminates), Type C (silicates), and Type D (globular oxides). In titanium, the most prevalent and most harmful inclusions are iron-rich (Type D). The pitting density in the bromine solutions increases with the increase of the inclusion concentration. A severe inclusion rating (E45 rating >2) führt zu einer 5–10-mal höheren Lochfraßdichte als ein sauberes Material (E45-Bewertung).<1).
Lochfraßdichte vs. Einschlussbewertung (quantitativ)
In 0,5 % Br 2 bei 50 °C für 500 Stunden
ASTM E45 Einschlussbewertung Ti₂Fe-Partikeldichte (Partikel/mm²) Lochfraßdichte (Partikel/cm²) Max. Lochtiefe (µm)<0.5 (extremely clean) <50 5–20 20–50
0,5–1,0 (sauber) 50-150 20-60 40-100
1,0–1,5 (mäßig) 150-300 50-150 80-180
1.5-2.0 (mod-heavy) 300-600 100-300 120-250 >2.0 (heavy) >600 200-500 200-400
Schweregrad der Lochfraßbildung im Vergleich zur Art des Einschlusses
Art des Einschlusses (ASTM E45) Schweregrad der Titanlochfraßbildung (relativ) Typisch
Typ A (Sulfide)Niedrig Sehr selten
Typ B (Aluminat) (1)Geringe Seltenheit
Typ C (Silikate) Gelegentlich Mäßig
Typ D (kugelförmige Oxide/Fe-reich) Common High Inclusion Control Guide
Erforderliche Lochfraßdichte (Pits/cm2) Maximale ASTM E45-Bewertung Empfohlene Herstellung 20 0.5 VAR-Schmelzen (Vakuumlichtbogen-Umschmelzen)
20-50 <1.0 Double VAR
50-100 <1.5 Single VAR plus clean feedstock >100 >2,0 Nicht für Br2-Service empfohlen
Technischer Vorschlag
Brombetrieb bei 50 Grad: Titanrohr mit Einschlussqualität ASTM E45<1.0 (clean). Use of double vacuum arc remelted (VAR) material for lowest content of inclusions. The engineer controls the inclusion content to lessen the pitting density in harsh bromine solutions.
