Polerowana bezszwowa rura tytanowa przy granicy plastyczności 800 MPa

Polerowana bezszwowa rura tytanowa: powierzchnia, wytrzymałość i bezszwowa konstrukcja

Polerowana bezszwowa rura tytanowa jest określana, gdy muszą być spełnione dwa warunki: wewnętrzna i zewnętrzna powierzchnia muszą być wystarczająco gładkie, aby pozostać czyste, a ścianka musi być wystarczająco wytrzymała, aby wytrzymać ciśnienie projektowe. Na tej stronie wskaźnik wytrzymałości wynosi 800 MPa granicy plastyczności w bezszwowym przekroju o średnicy zewnętrznej od 6 do 12,2 mm, co jest wymagającą kombinacją i zależy od wybranej gatunku, a nie od procesu polerowania.

Polerowanie nie jest dekoracją. Na tytanie usuwa wzbogaconą tlenem warstwę alfa pozostałą po obróbce na gorąco, zamyka płytkie podłużne ślady pozostałe po walcowaniu lub ciągnieniu i obniża powierzchnię do chropowatości, na której osady nie mogą się przyczepić. W przypadku przewodu, przez który przepływa woda chłodząca lub strumień chemiczny, gładsza ścianka zmniejsza straty tarcia i spowalnia osadzanie się kamienia, co ma znaczenie w liniach o małej średnicy, gdzie cienki osad stanowi dużą część powierzchni przepływu.

Zwykłym celem dla polerowanej rury jest chropowatość w zakresie 0,4 do 0,8 mikrometra Ra na istotnych powierzchniach. Polerowanie średnicy zewnętrznej odbywa się na maszynie bezkłowej i jest proste. Polerowanie wewnętrzne rury o średnicy 6 mm jest trudniejsze, ponieważ narzędzie musi sięgnąć 2 metry lub więcej w wąski otwór, a osiągalne wykończenie spada wraz z długością. Warto zaznaczyć na rysunku, która powierzchnia jest kosmetyczna, a która funkcjonalna, ponieważ polerowanie obu stron zwiększa koszt bez zawsze dodawania wartości.

Polerowanie ma również koszt wymiarowy. Każde przejście usuwa metal, więc ścianka staje się cieńsza, a średnica zewnętrzna spada. Jeśli rura jest kupowana z minimalną grubością ścianki, producent musi zacząć od grubszej ścianki, aby zakończyć w ramach tolerancji, a to odbija się na cenie. Uzgodnienie, czy wymiar polerowany, czy wymiar przed polerowaniem jest podstawą kontroli, pozwala uniknąć sporu przy odbiorze towaru.

Wytrzymałość na rozciąganie 800 MPa nie jest właściwością czystego tytanu. Komercyjne czyste gatunki znajdują się znacznie poniżej tego poziomu, a lista gatunków na tej stronie, Gr1, Gr2, Gr7 i Gr12, opisuje gatunki odporne na korozję, a nie gatunki o wysokiej wytrzymałości. Wartość 800 MPa należy do stopu tytanu z rodziny Ti-6Al-4V, gdzie wyżarzona minimalna granica plastyczności wynosi 828 MPa, lub do stanu po obróbce na zimno, który jest kupowany na podstawie określonej wytrzymałości, a nie tylko gatunku.

To rozróżnienie decyduje o zamówieniu. Jeśli zadanie wymaga 800 MPa granicy plastyczności, zamówienie powinno zawierać Gr5 z wymogiem właściwości mechanicznych, a certyfikat powinien wykazywać granicę plastyczności na próbce pobranej z tej samej partii. Jeśli zadanie polega na odporności na korozję w środowisku utleniającym przy umiarkowanym ciśnieniu, Gr2 wykona zadanie przy około jednej trzeciej wytrzymałości na rozciąganie i przy znacznie niższej cenie. Mieszanie tych dwóch w jednym punkcie zamówienia, jako nagłówek wytrzymałościowy nad listą gatunków odpornych na korozję, jest najczęstszym źródłem zamieszania w zapytaniach o małe rury.

Bezszwowa rura nie ma spoiny spawanej, więc nie ma strefy wpływu ciepła ani śladu spoiny na wewnętrznej powierzchni, który mógłby zakłócać przepływ lub być miejscem inicjacji korozji. Dlatego bezszwowe jest domyślnym rozwiązaniem dla wysokiego ciśnienia, pracy cyklicznej i linii, które będą gięte lub zwijane. Kompromisem jest to, że bezszwowe rury o małej średnicy są produkowane przez wytłaczanie lub wiercenie na wylot i ciągnienie na zimno, z których oba kosztują więcej za metr niż spawane i ciągnione rury tego samego rozmiaru.

Blok atrybutów na tej stronie zawiera jednocześnie kilka systemów rozmiarów: średnicę od 6 do 12,2 mm, średnicę rury 31,8 mm, szerokość od 30 do 100 mm i zakres rozmiarów NPS 1/8 do 36 ze grubością ścianki od 5 do 80. Należą one do różnych rodzin produktów. Dla tego przedmiotu wiarygodnym odczytem jest zakres małych średnic bezszwowych od 6 do 12,2 mm jako rdzeń, z 31,8 mm i serią grubości ścianek dostępnych na życzenie jako większe rury bezszwowe. Wartość szerokości jest wymiarem produktu płaskiego i nie dotyczy rury okrągłej.

Linie instrumentacyjne i impulsowe są klasycznym zastosowaniem: mały przekrój, umiarkowane ciśnienie i wewnętrzna powierzchnia, która nie może się zapchać. Linie wtrysku chemicznego w uzdatnianiu wody i w obsłudze pulpy podążają za tą samą logiką, gdzie gładka wewnętrzna powierzchnia zapobiega osadzaniu się kamienia z wstrzykiwanego odczynnika. Linie sterowania hydraulicznego w sprzęcie mobilnym i morskim wykorzystują tytan tam, gdzie rozpryski soli zniszczyłyby linię stalową, a lekkość pomaga, gdy linia biegnie wzdłuż ruchomej konstrukcji.

Obwody wymienników ciepła i poboru próbek wykorzystują małe polerowane rury, ponieważ zadanie jest często agresywne, a rura, którą można czyścić prętem lub przepłukiwać na miejscu, działa dłużej niż ta, która się zanieczyszcza. Linie paliwowe i hydrauliczne w lotnictwie wykorzystują ten sam produkt ze względu na wagę i kompatybilność z agresywnymi płynami, chociaż linie te są zazwyczaj kwalifikowane do określonej specyfikacji, a nie do ogólnego standardu rur.

Jedno ostrzeżenie dotyczy wszystkich tych zastosowań. Polerowana powierzchnia zapobiega osadzaniu się kamienia, ale nie zapobiega atakowi szczelinowemu pod zaciskiem, wspornikiem lub uszczelką. Tytan polega na warstwie tlenku, która potrzebuje tlenu do samonaprawy, a ciasna szczelina pozbawia tę warstwę tlenu. Wsporniki powinny być zaprojektowane tak, aby odprowadzały wodę, a tam, gdzie nie można uniknąć szczeliny, gatunek palladowy, taki jak Gr7, jest bardziej wytrzymałym wyborem niż gładsze wykończenie.

Zamówienie rury powinno zawierać standard, gatunek, średnicę zewnętrzną i grubość ścianki z tolerancjami, długość, stan dostawy, wymagania dotyczące powierzchni z wartością Ra i powierzchniami, do których się odnoszą, oraz pakiet testowy. W przypadku małych rur bezszwowych zwykłe testy to próba ciśnieniowa hydrostatyczna lub pneumatyczna, kontrola ścianki metodą prądów wirowych lub ultradźwiękową, próba spłaszczania na próbce oraz właściwości wytrzymałościowe z partii.

Certyfikat 3.1 zgodnie z EN 10204 powinien zawierać numer wytopu, skład chemiczny, wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności, wydłużenie i wyniki badań nieniszczących, wszystko z możliwością śledzenia do dostarczonego pakietu. Tam, gdzie rura będzie spawana w system, należy również poprosić o wartości węgla i żelaza, ponieważ oba wpływają na jakość spoiny i odporność na korozję w strefie wpływu ciepła. Pozytywna identyfikacja materiału przy dostawie zamyka pętlę tanio.

Na koniec, bądź jasny co do tego, jakie 800 MPa jest kupowane. Wymóg wytrzymałościowy na liście gatunków odpornych na korozję nie może być spełniony, a producent nie może certyfikować właściwości, których gatunek nie posiada. Nazwanie gatunku i testu stojącego za liczbą przekształca nagłówek marketingowy w specyfikację zakupu możliwą do sprawdzenia.