チタンコイルは、産業用途における「ゴールデンパートナー」と言えるでしょう。どちらも耐食性で知られていますが、チタンは、はるかに手頃な価格で優れた総合性能を提供するため、用途範囲が広がります。
作動媒体が強酸の複雑な混合物であり、機器寿命に対する要件が非常に高い場合、チタンコイルは「一度で完了する」ソリューションとなる可能性があります。ほとんどの化学、海洋、製薬エンジニアリングプロジェクトにおいて、チタンコイルは十分に優れた耐食性を提供しながら、機器投資コストを大幅に削減します。さらに、チタン自体にも複数のグレードがあり、一般的な腐食環境向けのTA1/TA2、強酸や隙間腐食などのより過酷な環境には、TA9(チタンパラジウム)またはTA10(チタンモリブデンニッケル)合金が適しています。
チタンは、室温では一部の還元酸(塩酸や希硫酸など)に対する耐性が限られています。高濃度のこれらの媒体が使用される場合は、チタンの適合性を確認するか、チタン合金へのアップグレードを検討する必要があります。特殊なチタンコイルの製造には、酸化や割れを防ぐための溶接工程(不活性ガス保護が必要)と曲げ技術が求められます。経験豊富な専門メーカーを選ぶことが重要です。耐食性はチタンによって異なり(チタンは海水には耐性がありますが、濃塩酸には耐性がありません。タンタルは濃塩酸には耐性がありますが、HFには耐性がありません)、タンタルは化学的不活性度が高いものの、コストは2~5倍高くなります。
チタンは海水、塩化物、湿性塩素ガスに対してほとんど腐食しません。しかし、室温を超える濃塩酸、濃硫酸、フッ化水素酸には耐性がありません。表面の TiO₂ 酸化膜が耐食性の核であり、損傷しても自己修復します。物理的密度は 4.51 g/cm³(鋼の約 60%)、融点は 1668°C です。低温(-253°C)でも高い靭性を維持します。熱伝導率は銅やアルミニウムよりも低いですが、316 ステンレス鋼よりも優れています。純チタンは焼鈍状態で適度な強度を持ち、冷間加工によって強化できます。溶接では脆化を防ぐために高純度アルゴンガスによる保護が必要です。
パイプの製造には、押し出し + マルチパス冷間引抜 + 真空/不活性雰囲気光輝焼鈍が含まれます。薄肉コイルにはシームレスチタンチューブが適しています。溶接管は低圧用途に限られており、TIG/EB溶接と溶接後の酸洗により酸化層を除去する必要があります。しわ防止充填薄肉管は、多くの場合、不活性粉末/細砂で充填され、巻き取り時の壁の崩壊や過度の楕円化を防ぐためにシールされています。成形と熱処理には、スパイラルダイワインディング/CNC曲げが含まれます。冷間成形後の真空焼鈍により残留応力が除去されます。酸洗と不動態化により耐食性が向上します。検査には、寸法/肉厚試験、PT/RT探傷、ヘリウムリーク検出、および腐食試験(例:ASTM G48塩化物応力腐食試験)が含まれます。
媒体および温度/圧力は、高温の濃塩酸/硫酸/HFで使用してはなりません。塩化物含有/隙間腐食条件にはTA9/TA10が推奨されます。圧力が2.5MPaを超える場合は、肉厚と曲げ半径を計算する必要があります。接続方法は、アルゴンアーク溶接+フランジ/ソケット溶接を優先する必要があります。ねじ接続部は避けてください(隙間腐食が発生しやすいため)。溶接後、裏面をアルゴンでパージしてください。洗浄と保管:不動態化処理後は、乾燥させて梱包してください。ワイヤーブラシなどの硬い工具は使用しないでください。酸化膜の損傷を防ぐため、洗浄には中性または弱アルカリ性の溶液を使用してください。タンタルコイルとの主な違い:チタンコイルは海水や塩素系媒体に耐性があり、コストが低く、軽量です。