グレード 2 の商業用純チタンが化学プロセス配管に推奨される理由

1. 一般的な化学プロセス媒体における優れた耐食性

酸の適合性を低減する: 化学プロセスの大部分には、希塩酸 (HCl)、硫酸 (H₂SO₄)、リン酸 (H₃PO₄) などの還元酸が含まれており、これらは肥料の製造、金属の酸洗、医薬品合成に使用されます。グレード 4（格子間酸素含有量が高く、電気化学的反応性が高い）とは異なり、グレード 2 は、これらの非酸化性の酸性環境でも安定した不動態皮膜を維持し、通常、周囲温度での腐食速度は 0.05 mm/年未満です。-たとえば、25 度の 10% H2SO4 では、グレード 2 では無視できる程度の全体的な腐食が見られますが、グレード 4 では、長時間放置すると表面の溶解と変色が発生する可能性があります。この安定性により、パイプ壁の早期の薄化や危険な化学物質の漏洩の可能性が防止されます。

塩化物-による局部腐食耐性: Chemical plants often process brine, seawater (for cooling), or chloride-containing process streams, where pitting and crevice corrosion are major failure risks for metallic piping. Grade 2 has a higher critical crevice temperature (CCT, ~80–85°C in 3.5% NaCl) and critical pitting temperature (CPT, >10% NaCl で 100 度) とグレード 4 (CCT ~75 ～ 80 度、CPT ~95 度) と比較。これは、グレード 2 の配管が塩化物-が豊富なシステムの高温に局所腐食することなく耐えられることを意味し、これは熱交換器、反応器流出ライン、ブライン移送パイプにとって重要な利点です。

水素脆化の軽減: 多くの化学プロセスには、陰極防食システムや水素生成反応（接触水素化など）が含まれており、配管が原子状水素にさらされます。{0}グレード 2 は格子間不純物含有量が低いため (酸素: 0.12 ～ 0.18 wt%、窒素: 0.03 wt% 以下)、チタン マトリックスを通る水素の拡散が遅くなり、水素化物の形成や脆性破壊のリスクが軽減されます。対照的に、グレード 4 のより緻密な格子（より高い酸素含有量、0.18～0.25 wt% による）は水素の侵入を促進し、長期間水素にさらされる配管用途では脆化する傾向があります。--。

2. 配管システムの最適化された成形性と製造適性

延性と成形性の向上: グレード 2 は、グレード 4 (伸び 15% 以上、降伏強度 450 MPa 以上) と比較して、破断点伸び (20% 以上) が高く、降伏強度 (275 MPa 以上) が低くなります。これにより、グレード 2 を、亀裂や加工硬化を起こすことなくカスタムのパイプ形状 (エルボ、ティー、レデューサーなど) に冷間成形することができます。これは、化学プラントで複雑な配管ネットワークを製造する場合に非常に重要な利点です。グレード 4 は強度が高く延性が低いため、曲げや拡張時に破損のリスクが高まり、追加の熱処理工程が必要となり、生産コストとリードタイムが増加します。

漏れのない接合部の溶接性-: 化学薬品の配管には、有毒または可燃性の化学薬品の放出を防ぐため、100% 漏れ防止の溶接が必要です。-グレード 2 は、一般的なプロセス (GTAW/TIG、GMAW/MIG) で優れた溶接性を示し、溶接後熱処理 (PWHT) は最小限で済みます。-隙間含有量が低いため、溶接部の脆化が最小限に抑えられ、溶接部全体で不動態皮膜が均一に再形成され、接合部の耐食性が維持されます。グレード 4 の酸素含有量が高いと、溶接部の気孔が発生する可能性が高まり、溶接部の延性が低下するため、厳密なプロセス制御と-性能を回復するための溶接後のアニーリング-の手順が必要となり、製造が複雑になり、重要な配管システムの品質リスクが生じます。

シームレスチューブの製造可能性: ほとんどの高純度化学薬品配管では、溶接に関連した欠陥を排除するためにシームレスなチタン チューブが使用されています。-グレード 2 は強度が低いため、コスト効率の高いシームレスな押出およびピルジリング プロセスが可能になり、圧力定格配管の一貫した肉厚と寸法精度が得られます。-グレード 4 は硬度が高いため、より多くのエネルギーを消費する製造が必要となり、グレード 2 に比べてチューブの製造コストが 15～20% 増加し、圧力の完全性を損なう寸法偏差のリスクが高くなります。-

3. グレード 4 との比較: 限定されたグレード 4 配管用途の背景