Titano vamzdžių jungiamųjų detalių vandenilio kiekio kontrolė, terminio apdorojimo procesas

Vandenilis yra pagrindinė kenksminga priemaiša, kuri riboja paslaugų patikimumątitano vamzdžių jungiamosios detalės. Dėl pernelyg didelio vandenilio absorbcijos lengvai susidaro trapus titano hidridas, sukeldamas vandenilio trapumą. Terminis apdorojimas yra pagrindinis procesas, skirtas reguliuoti metalografinę vamzdžių struktūrą, pašalinti vandenilio perteklių ir subalansuoti mechanines savybes.

 

 

1. Žala dėl perteklinio vandenilio

Titanas lengvai sugeria vandenilį aukštesnėje nei 300 laipsnių temperatūroje. Persotintas vandenilis nusėda kaip trapus titano hidridas, kurio tūris plečiasi ir sukuria vidinį įtampą, dėl kurio susidaro mikroįtrūkimai ant vidinės sienelės, suvirinimo siūlių ir įtempių zonų ir galiausiai sukelia vandenilio trapumą.

 

Vandenilio kiekio kontrolės ribos: pramoninis titanas/Gr5: 0,015 masės % arba mažesnis; aviacijos ir erdvėlaivių vamzdžių jungiamosios detalės: 0,010 masės % arba lygi; vandenilio energija ir giluminiai{3}}titano vamzdžiai: 0,008 masės % arba mažesnis.

 

2. Vandenilio absorbcijos šaltinio kontrolė visame procese

• Žaliavų kontrolė: naudokite vakuuminio lanko lydalo ruošinius, dar kartą{0}}patikrinkite vandenilio kiekį gaunamose medžiagose ir griežtai kontroliuokite vandens dėmes, alyvos dėmes ir rūdis ant žaliavų, kad užblokuotumėte pirminį vandenilį šaltinyje.
• Apsauga formuojant ir apdorojant

Marinavimas: pereikite prie azoto rūgšties-mažai vandenilio fluorido rūgšties turinčios formulės, sutrumpinkite mirkymo laiką, o po marinavimo visiškai nuplaukite ir išdžiovinkite, kad išvengtumėte likutinės rūgšties-sukelto vandenilio prasiskverbimo.

Valcavimas ir šaltas tempimas: naudokite tepalinę alyvą be vandenilio{0}}, griežtai kontroliuokite apdirbimo iškilimus ir įbrėžimus, kad nepažeistumėte apsauginės titano plėvelės ir vėliau nesugertumėte vandenilio.

• Drėgmės kontrolė terminio apdorojimo metu: Išdžiovinkite krosnies korpusą ir užtikrinkite jo sandarumą; vandens garų ir deguonies kiekis argono krosnyje turi būti mažesnis arba lygus 10 ppm. Ruošinius nuriebalinkite acetonu ir bevandeniu etanoliu ir uždrauskite naudoti halogenintus angliavandenilius ir metanolį, kad kaitinant neišsiskirtų vandenilis.

 

3. Vandenilio pertekliaus pašalinimo priemonės

• Titano vamzdžiams, kuriuose yra per daug vandenilio, taikomas vakuuminis atkaitinimas aukštoje{0}}temperatūroje: vakuume<0.066 Pa, hold at 540–760°C for 2–4 hours followed by furnace slow cooling.
• Aukšta temperatūra skatina vandenilio difuziją ir nusodinimą, kad atitiktų standartą, kuris yra įprastas aviacijos ir erdvėlaivių titano vamzdžių perdirbimo metodas.

 

 

1. Komerciniu požiūriu gryno titano Gr1 ir Gr2

• Atkaitinimas nuo streso: Laikykite 520–580 laipsnių temperatūroje 60–120 minučių, po to lėtai atvėsinkite vakuumu / argonu. Jis pašalina liekamąjį apdorojimo įtampą, apsaugo nuo įtempių korozijos{5}}sukeliamo vandenilio absorbcijos įtrūkimų, išlaiko stiprumą ir tikslumą ir yra naudojamas chemijos ir vandens tiekimo bei drenažo vamzdynams.
• Pilnas atkaitinimas: palaikykite 650–720 laipsnių temperatūroje 90–180 minučių, po to atvėsinkite krosnyje. Jis pašalina sukietėjimą darbe, išgrynina lygiagrečius grūdelius, pagerina plastiškumą, palengvina vamzdžių lenkimą ir išsiplėtimą bei atsitiktinai pašalina absorbuoto vandenilio pėdsakus.

 

2. Gr5 titano lydinys

• Įprastas pilnas atkaitinimas: Laikykite 800–850 laipsnių temperatūroje 1–2 valandas, po to atvėsinkite oru, kad gautumėte lygiagrečią + smulkią mikrostruktūrą, subalansuotą stiprumą ir kietumą bei atsparumą vandenilio trapumui, dažniausiai naudojamą naftos, dujų ir šilumos mainų vamzdynams.
• Gydymas tirpalu ir senėjimas: Apdorojimas tirpalu 920–950 laipsnių, po to gesinimas vandeniu, po to brandinimas 480–530 laipsnių temperatūroje 3–5 valandas, kai stiprumas viršija 900 MPa. Vakuuminės krosnies apdorojimas vienu metu užtikrina stiprinimą ir vandenilio kontrolę / dehidrogenavimą.
• Dvigubas atkaitinimas: Oro aušinimas 920 laipsnių + laikymas ir lėtas aušinimas 700 laipsnių kampu, o tai stabdo hidrido susidarymą ir tinka giliavandenių{3}} ir vandenilio energijos aukšto slėgio vamzdžių jungiamosioms detalėms.

 

3. Oksidacijos ir vandenilio absorbcijos prevencija terminio apdorojimo metu

• Pirmenybė teikiama vakuuminiam terminiam apdorojimui virš 540 laipsnių; Įprastos oro krosnys naudojamos tik žemo{1} galo vamzdžiams, o oksido sluoksnį reikia pašalinti apdirbant.
• Anglies plieno negalima maišyti krosnyje, kad būtų išvengta galvaninės korozijos ir vandenilio absorbcijos titano medžiagų trapumo, kurį sukelia geležies priemaišos.

 

 

1. Mechaninės savybės

• Gryno titano tempiamasis stipris yra 350–500 MPa, o atkaitinto Gr5 – 830–900 MPa, o jo tankis tik 60% lygus plieno, todėl galima gaminti lengvus vamzdžius. Sendinto Gr5 stiprumas viršija 1000 MPa, tinka aviacijos ir kosmoso aukšto slėgio vamzdynams.
• Titano vamzdžių, kuriuose yra kvalifikuotas vandenilio kiekis ir standartizuotas atkaitinimas, pailgėjimo greitis yra didesnis nei 15 % arba lygus 15 %, o tai palengvina šaltą lenkimą; smulkiagrūdė-struktūra užtikrina atsparumą nuovargiui, tinka šilumokaičiams. Vandenilio perteklius žymiai sumažins plastiškumą ir lengvai įtrūks vamzdžio lenkimo metu.

 

2. Atsparumas korozijai ir vandeniliui

• Paviršiaus pasyvioji TiO₂ plėvelė yra atspari rūgščių, šarmų ir jūros vandens korozijai, jos tarnavimo laikas 5–10 kartų ilgesnis nei anglinio plieno. Nepažeista pasyvi plėvelė gali blokuoti vandenilio prasiskverbimą.
• Vandenilio kiekis 0,015 % arba mažesnis gali išvengti normalios temperatūros ir vidutinio{1}}žemo slėgio vandenilio trapumo; Vandenilio perteklius yra linkęs kauptis ir susidaryti hidridams veikiant korozijai įtemptoje padėtyje, todėl staiga lūžta. Aukšto-slėgio giliavandenių-vandenilio energijos vamzdynuose reikia griežtai kontroliuoti vandenilio kiekį.

 

3. Fizinės savybės

Ne-magnetinis, mažas šiluminio plėtimosi koeficientas, stabili mikrostruktūra esant 350 laipsnių aukštai temperatūrai ir geras atsparumas žemai -temperatūrai, tinka kriogeniniams specialiems vamzdynams.

 

 

Norėdami gauti daugiau informacijos apie titainius vamzdžius, atsiųskite mums žinutę el.Sam.Rui@bjrh-titanium.com