Vetypitoisuuden hallinta, lämpökäsittelyprosessin olennaiset osat titaaniputkiliittimistä

Vety on keskeinen haitallinen epäpuhtaus, joka rajoittaa palvelun luotettavuuttatitaaniset putkiliittimet. Liiallinen vedyn absorptio muodostaa helposti hauraan titaanihydridin, mikä saa aikaan vetyhaurastumista. Lämpökäsittely on avainprosessi putkien metallografisen rakenteen säätelyssä, ylimääräisen vedyn poistamisessa ja mekaanisten ominaisuuksien tasapainottamisessa.

 

 

1. Liiallisen vedyn aiheuttama vahinko

Titaani imee helposti vetyä yli 300 asteen lämpötiloissa. Ylikyllästynyt vety saostuu hauraana titaanihydridinä, joka laajenee tilavuudeltaan ja synnyttää sisäistä jännitystä, mikä johtaa mikrohalkeamiin sisäseinässä, hitsauksissa ja jännitysvyöhykkeissä ja lopulta aiheuttaa vetyhaurastumista.

 

Vetypitoisuuden valvontarajat: teollinen titaani/Gr5: pienempi tai yhtä suuri kuin 0,015 painoprosenttia; ilmailu- ja avaruusputkiliittimet: enintään 0,010 painoprosenttia; vetyenergia ja syvänmeren-titaaniputket: enintään 0,008 painoprosenttia.

 

2. Vedyn absorption lähteen hallinta koko prosessissa

• Raaka-aineiden valvonta: Ota käyttöön tyhjiökäyttöisiä kaarisulatusaihioita,{0}}tarkista sisääntulevien materiaalien vetypitoisuus uudelleen ja valvo tiukasti vesitahroja, öljytahroja ja ruostetta raaka-aineissa estääksesi primaarisen vedyn muodostumisen lähteellä.
• Suojaus muotoilun ja käsittelyn aikana

Peittaus: Vaihda typpihappo-vähän fluorivetyhappoon, lyhennä liotusaikaa ja pese ja kuivaa kokonaan peittauksen jälkeen estääksesi jäännöshapon- aiheuttaman vedyn läpäisyn.

Rullaus ja kylmäveto: Käytä vedytöntä-voiteluöljyä, hallitse tiukasti käsittelyn kolhuja ja naarmuja välttääksesi titaanisuojakalvon vaurioitumisen ja sitä seuraavan vedyn imeytymisen.

• Kosteudenhallinta lämpökäsittelyn aikana: Kuivaa uunin runko ja varmista sen ilmatiiviys; argonuunin vesihöyry- ja happipitoisuuden on oltava pienempi tai yhtä suuri kuin 10 ppm. Poista rasva työkappaleista asetonilla ja vedettömällä etanolilla ja estä halogenoitujen hiilivetyjen ja metanolin käyttö vedyn kehittymisen välttämiseksi kuumennettaessa.

 

3. Korjaustoimenpiteet liiallisen vedyn vuoksi

• Tyhjiökorkeassa lämpötilassa tapahtuvaa hehkutusdehydrausta käytetään titaaniputkille, joissa on liikaa vetyä: tyhjiössä<0.066 Pa, hold at 540–760°C for 2–4 hours followed by furnace slow cooling.
• Korkea lämpötila edistää vedyn diffuusiota ja saostumista, jotta ne täyttävät standardin, joka on yleinen ilmailualan titaaniputkien työstömenetelmä.

 

 

1. Kaupallisesti puhdas titaani Gr1 ja Gr2

• Stressiä lievittävä hehkutus: Pidä 520-580 asteessa 60-120 minuuttia, jonka jälkeen tyhjiö/argon hidas jäähdytys. Se eliminoi jäännöskäsittelyjännityksen, välttää jännityskorroosion-aiheuttaman vedyn absorptiohalkeilun, säilyttää lujuuden ja tarkkuuden, ja sitä käytetään kemikaalien ja veden syöttö- ja viemäriputkissa.
• Täysi hehkutus: Pidä 650–720 asteessa 90–180 minuuttia, jonka jälkeen jäähdytä uunissa. Se eliminoi työkarkaisun, jalostaa tasakeskeisiä rakeita, parantaa plastisuutta, helpottaa putken taivutusta ja soihtumista sekä poistaa satunnaisesti imeytyneen vedyn jäännökset.

 

2. Gr5 titaaniseos

• Perinteinen täysi hehkutus: Pidä 800–850 asteessa 1–2 tuntia, minkä jälkeen ilmajäähdytetään, jotta saadaan tasaakselinen + hieno mikrorakenne, jolla on tasapainoinen lujuus ja sitkeys ja vetyhaurastumisen kestävyys. Käytetään enimmäkseen öljy-, kaasu- ja lämmönvaihtoputkistoon.
• Ratkaisuhoito ja ikääntyminen: Liuoskäsittely 920–950 asteessa, jota seuraa vesisammutus, sitten vanhentaminen 480–530 asteessa 3–5 tuntia, lujuus yli 900 MPa. Tyhjiöuunikäsittelyllä saavutetaan samanaikainen vahvistus ja vetysäätö/dehydraus.
• Kaksoishehkutus: Ilmajäähdytys 920 astetta + pito ja hidas jäähdytys 700 asteessa, mikä estää hydridin muodostumisen ja sopii syvänmeren- ja vetyenergian korkeapaineisiin-putkiliittimiin.

 

3. Hapettumisen ja vedyn absorption ehkäisy lämpökäsittelyn aikana

• Priorisoi tyhjiölämpökäsittely yli 540 astetta; tavallisia ilmauuneja käytetään vain alempien -päiden putkissa, ja oksidikerros on poistettava koneistamalla jälkikäteen.
• Hiiliterästä ei saa sekoittaa uunissa galvaanisen korroosion ja titaanimateriaalien vetyabsorption rautaepäpuhtauksien aiheuttaman haurastumisen välttämiseksi.

 

 

1. Mekaaniset ominaisuudet

• Puhtaan titaanin vetolujuus on 350–500 MPa ja hehkutetun Gr5:n 830–900 MPa, jonka tiheys on vain 60 % teräksen tiheydestä, mikä mahdollistaa kevyet putket. Vanhemman Gr5:n lujuus ylittää 1000 MPa, ja se sopii ilmailun korkeapaineisiin-putkilinjoihin.
• Titaaniputkien, joissa on hyväksytty vetypitoisuus ja standardoitu hehkutus, venymäaste on suurempi tai yhtä suuri kuin 15 %, mikä helpottaa kylmätaivuttamista; hieno-rakeinen rakenne tarjoaa väsymiskestävyyden ja sopii lämmönvaihtimiin. Liiallinen vety vähentää merkittävästi plastisuutta ja aiheuttaa helpon halkeilun putken taivutuksen aikana.

 

2. Korroosion- ja vedynkestävyys

• Pinnallinen TiO₂-passiivinen kalvo kestää happoa, alkalia ja meriveden korroosiota ja sen käyttöikä on 5–10 kertaa hiiliteräksen käyttöikä. Ehjä passiivinen kalvo voi estää vedyn tunkeutumisen.
• Vetypitoisuus pienempi tai yhtä suuri kuin 0,015 % voi välttää normaalin lämpötilan ja keski{1}}alhaisen paineen vetyhaurastumisen; liiallinen vety on altis kerääntymään ja muodostamaan hydridejä jännityskorroosion aikana, mikä johtaa äkilliseen hauraaseen murtumaan. Korkeapaineiset-syvänmeren-- ja vetyenergiaputket vaativat tiukkaa vetypitoisuuden valvontaa.

 

3. Fyysiset ominaisuudet

Ei--magneettinen, alhainen lämpölaajenemiskerroin, vakaa mikrorakenne 350 asteen korkeassa lämpötilassa ja hyvä lujuus matalassa-lämpötilassa, sopii kryogeenisiin erikoisputkiin.

 

 

Jos haluat lisätietoja titaiumputkista, lähetä meille viesti osoitteeseen Sähköposti:Sam.Rui@bjrh-titanium.com