ASTM B338 Rury tytanowe klasy 9 Rury tytanowe z kuwaniem i prasowaniem lub obróbką mechaniczną

ASTM B338 Stopień 7 Stopień 9 Rury tytanowe Rury tytanowe z kuwaniem i prasowaniem lub obróbką mechaniczną

Tytan i jego stopy stały się niezbędnymi materiałami w różnych gałęziach przemysłu, oferując wyjątkową wytrzymałość, lekką wagę i wyjątkową odporność na korozję.W przypadku stosowania w postaci rur i rur tytanowych, oferuje unikalne zalety w wielu zastosowaniach przemysłowych, które wymagają trwałości i odporności na trudne warunki.W tym artykule omówione zostaną główne cechy i zastosowania rur z czystego tytanu, rur tytanowych i rur stopu tytanowego zgodnie z normami ASTM B338, w szczególności klasami Gr5 i Gr7, oraz zbadać, w jaki sposób spełniają one wymagania różnych gałęzi przemysłu.

1. ASTM B338: Przegląd

ASTM B338 określa specyfikację rur tytanowych przeznaczonych do ogólnych zastosowań odpornych na korozję i obejmuje rury tytanu i stopów tytanu stosowane w różnych środowiskach,w tym w procesie chemicznym, przemysłu morskiego i lotniczego.

Standard dotyczy rur bezszwowych i spawanych, a rury są powszechnie stosowane w zastosowaniach wymagających wysokiej odporności na korozję, lekkiej wytrzymałości i trwałości.

2. Tytanium klasy 7 (Ti-0,15Pd)

Tytuł klasy 7 to czysty tytan (klasy 2) stopowany z paladium (0,12% do 0,25%).szczególnie w środowiskach o wysokiej korozji, takich jak zbiorniki wentylacyjne lub zastosowania przetwarzające chlor.

Skład chemiczny:

• Tytanium (Ti): bilans
• Palladium (Pd): 0,12%·0,25%

Właściwości:

• Odporność na korozję: Niezwykle wysoka odporność na korozję zarówno kwasów utleniających, jak i redukujących, w tym kwasu fluorowodoru, chloru i chlorek.
• Wytrzymałość: Podobna do tytanu klasy 2, ale z większą odpornością na korozję.
• Zastosowania: W przemyśle morskim, chemicznym i lotniczym, a także w wymiennikach ciepła i reaktorach w przemyśle chemicznym.

Właściwości mechaniczne:

• Wytrzymałość na rozciąganie: 50-70 ksi (345-485 MPa)
• Wytrzymałość wydajności: 40-60 ksi (275-415 MPa)
• Wyciąganie: ~20% min.

3Tytuł 9 (Ti-3Al-2.5V)

Tytuł 9 Tytuł 9 jest stopem tytanu i dwóch innych pierwiastków: aluminium (3%) i wanadu (2,5%).Stop ten zapewnia lepszą wytrzymałość w porównaniu z czystym tytanem (klasa 2) przy zachowaniu doskonałej odporności na korozjęJest jednym z najpopularniejszych stopów tytanu do zastosowań w przemyśle lotniczym, morskim i sprzęcie sportowym.

Skład chemiczny:

• Tytanium (Ti): bilans
• Aluminium (Al): 3%
• Vanadium (V): 2,5%

Właściwości:

• Wytrzymałość: wyższa wytrzymałość na rozciąganie i lepsza odporność na zmęczenie niż w przypadku czystego tytanu (klasa 2).
• Odporność na korozję: Doskonała w wodzie morskiej i środowiskach bogatych w chlorek.
• Zastosowania: W przemyśle lotniczym, urządzeniach medycznych, sprzęcie sportowym oraz urządzeniach o wysokiej wydajności, które wymagają lekkich i wytrzymałych materiałów.

Właściwości mechaniczne:

• Wytrzymałość na rozciąganie: 80-100 ksi (550-690 MPa)
• Wytrzymałość wydajności: 70-90 ksi (485-620 MPa)
• Wyciąganie: ~15% min

4Proces wytwarzania rur tytanowych: kuwanie, prasowanie i obróbka mechaniczna

Rury tytanowe w klasie ASTM B338 7 i 9 mogą być wytwarzane przy użyciu kilku procesów, w tym kształtowania, prasowania i obróbki mechanicznej.Poniżej przedstawiono podsumowanie każdego procesu i jego rolę w produkcji rur tytanowych:

Wykonanie kształtowania

Forging tytanu jest procesem kształtowania litów tytanu poprzez ogrzewanie i wywieranie ciśnienia.

• Proces:

  • Stopy tytanu są podgrzewane do temperatury od 800 do 1200 °C (w zależności od klasy).
  • Następnie podgrzewany wątek umieszczany jest w prasie kującej, gdzie jest kształtowany w pożądaną formę (taką jak pusta rurka lub stały wątek do dalszego obróbki).
  • Tytanium kształtowane jest zazwyczaj w kształtach, które później można wytłaczać lub łupić, aby wytworzyć bezszwiste rury i rury.

• Korzyści:

  • Poprawione właściwości materiału (takie jak wytrzymałość i wytrzymałość) dzięki udoskonaleniu mikrostruktury.
  • Większa wytrzymałość na rozciąganie i odporność w porównaniu z innymi metodami.

Prasowanie (prasowanie mechaniczne)

• Prasowanie mechaniczne to inna metoda stosowana w początkowym formowaniu rur tytanowych.

• Proces:

  • Stopy tytanu podgrzewa się do wysokiej temperatury i umieszcza w formie.
  • Prasa stosuje kontrolowaną siłę do formowania kształtu rury, zmniejszając średnicę i grubość ścian rury.

• Korzyści:

  • Przystosowane do masowej produkcji rur tytanowych.
  • Pomaga tworzyć cienkie rury o jednorodnych wymiarach.
  • Można go stosować zarówno do spawanych, jak i bezszwowych rur.

Przetwarzanie mechaniczne (włączając wyciąganie na zimno, łupanie i obróbkę cieplną)

Po początkowym tworzeniu rury wykorzystuje się obróbkę mechaniczną, taką jak ciągnięcie na zimno i łupanie, aby uzyskać precyzyjne wymiary wymagane dla końcowego produktu z rur tytanowych.

• Rury tytanowe są przeciągane przez serię matryc w temperaturze pokojowej, zmniejszając średnicę i zwiększając długość.Proces ten pomaga również zwiększyć wytrzymałość i poprawić wykończenie powierzchni rurki.

• Wykorzystywany do zmniejszania średnicy i grubości rurki tytanowej.

• Obsługa cieplna: po obróbce mechanicznej, rurka tytanowa jest często poddawana obróbce cieplnej (takiej jak grzanie) w celu złagodzenia napięć wewnętrznych, poprawy elastyczności,i zwiększyć jego właściwości mechaniczne.

• Wykończenie powierzchniowe: Rurka może być również polerowana, pasywizowana lub poddana innym zabiegom powierzchniowym w celu poprawy odporności na korozję i estetycznego wyglądu.

5Korzyści z rur i rur tytanowych:

Rury i rury z tytanu, zwłaszcza wykonane z Gr2, Gr5 i Gr7, oferują kilka kluczowych zalet w porównaniu z tradycyjnymi materiałami, takimi jak stal nierdzewna, stal węglowa i inne stopy.Korzyści te obejmują:

Odporność na korozję:

• Tytan wykazuje wyjątkową odporność na korozję w najbardziej agresywnym środowisku, w tym w wodzie morskiej, roztworach kwaśnych i związkach zawierających chlorek.Ta właściwość sprawia, że jest idealny dla przemysłu takich jak przetwarzanie chemiczne, morskich i morskich.

Wskaźnik siły do masy:

• Tytan ma wyższy stosunek siły do masy, co czyni go lżejszą alternatywą dla innych metali, zwłaszcza w zastosowaniach takich jak lotnictwo kosmiczne i inżynieria motoryzacyjna.Dzięki temu oszczędza się koszty dzięki zmniejszonej masie i zwiększonej wydajności paliwa.

Wydajność w wysokich temperaturach:

• Stopy tytanu, takie jak Gr5 i Gr20, zapewniają doskonałą wydajność w wysokich temperaturach, zapewniając odporność na wkręcanie i zdolność do pracy w wymiennikach ciepła, komponentach turbin,i zastosowań wysokiego ciśnienia.

Biokompatybilność:

• Czysty tytan (Gr2) i niektóre stopy tytanu (Gr7) są biokompatibilne, co czyni je idealnymi do implantów medycznych, takich jak urządzenia ortopedyczne, implanty stomatologiczne i narzędzia chirurgiczne.Ciało nie odrzuca tytanu., co pozwala na długotrwałe wszczepienie.

Trwałość i długowieczność:

• Tytan jest odporny na zużycie, zmęczenie i korozję, co zapewnia, że rury i rury tytanowe mają długą żywotność, nawet w ekstremalnych warunkach.To sprawia, że tytan jest kosztowo efektywnym rozwiązaniem w czasie., zmniejszając zapotrzebowanie na wymianę i naprawy.

6. zastosowania rur i rur tytanowych:

Rury i rurki tytanowe znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.

W przemyśle lotniczym:

• Tytuł ten jest lekki i wytrzymały, dzięki czemu doskonale nadaje się do stosowania w komponentach samolotów i statków kosmicznych, w tym w kadrach samolotów, skrzydłach i silnikach.Gr5 jest szeroko stosowany w częściach samolotów, które muszą wytrzymać wysokie naprężenia i temperatury.

Przetwarzanie chemiczne:

• Odporność na korozję tytanu jest bardzo korzystna w zakładach chemicznych, które przetwarzają agresywne substancje, takie jak kwas siarkowy, chlorki i kwas solny.Rury tytanowe Gr7 są stosowane w wymiennikach ciepła, reaktorów i systemów rurociągowych, które wymagają wysokiej odporności na agresywne chemikalia.

Przemysł morski:

• Środowiska morskie są bardzo korozyjne, a narażenie na działanie wody morskiej i soli powoduje ogromne obciążenie materiałów.oferują odporność na korozję w słonej wodzie i są stosowane w budowie statków, komponenty podwodne i platformy naftowe na morzu.

Lekarstwo:

• Biokompatybilność tytanu sprawia, że jest on idealnym wyborem dla implantów medycznych, takich jak implanty biodrowe, implanty kolanowe i implanty stomatologiczne.Jego lekka i mocna natura sprawia, że jest wygodny i funkcjonalny w ludzkim ciele.

Przemysł naftowy i gazowy:

• Zdolność titanu do odporności na środowiska o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze sprawia, że jest on kluczowy dla wierceń morskich i wydobycia ropy naftowej.Rury tytanowe Gr5 i Gr7 są stosowane w rurociągach podwodnych, wierzchołki studni i wymienniki ciepła.

7. skład chemiczny ASME SB338 Ti Gr 2

8Podsumowanie procesu produkcji rur tytanowych

1. Przygotowanie surowców: gąbka tytanowa jest przetwarzana na sztabki lub ingoty.
2. Ekstruzja lub piercing: Włókno jest ekstrudowane lub piercone w celu utworzenia pustej rury.
3. Wykorzystuje się w tym celu następujące czynniki:
4. Obróbka cieplna: Rura jest poddawana grzewaniu lub grzewaniu roztworem w celu zwiększenia właściwości.
5. Rozmiary i wyprostowanie: Rura jest rozmiarowana i wyprostowana zgodnie ze specyfikacjami.
6. Wykończenie: Polerowanie, kształtowanie i obróbki powierzchni poprawiają jakość powierzchni.
7. Kontrola jakości i badania: Rury poddawane są rygorystycznym badaniom w celu zapewnienia, że spełniają normy.
8. Opakowanie i wysyłka: Rury są przygotowywane do dostawy do klientów.

Produkcja rur tytanowych obejmuje połączenie precyzyjnego obróbki, obróbki cieplnej,i techniki wykończenia powierzchni, które zapewniają, że rury spełniają wysokie standardy wymagane do zastosowań krytycznychW wyniku tego procesu powstają rury tytanowe, które oferują wyjątkową wytrzymałość, lekkie właściwości i odporność na korozję, co czyni je niezbędnymi komponentami dla przemysłu lotniczego, kosmicznego i przemysłu lotniczego.przetwarzanie chemiczne, i inżynierii morskiej.

9Rozmiary rur tytanowych: