Ce înseamnă cele două clasificări
Tubul de titan de gradul 9 este împărțit în două clase mari în funcție de calea de fabricație: tub fără sudură și tub sudat. Tubul fără sudură este produs prin străpungerea unei țagle solide, urmată de laminare, tragere la rece sau pilgerare, astfel încât produsul finit nu are deloc cusătură longitudinală. Tubul sudat pornește de la bandă sau foaie care este formată într-un cilindru și unită printr-o sudură longitudinală, de obicei prin sudare cu gaz inert de tungsten, sudare cu plasmă sau sudare prin inducție de-frecvență înaltă, după care zona de sudură poate fi prelucrată la rece și recoaptă.
Clasificarea contează deoarece cele două rute oferă profiluri de proprietate diferite. Tubul fără sudură oferă o structură uniformă pe întreaga circumferință și este preferat atunci când tubul trebuie să reziste la presiunea internă fără o zonă de sudură. Tubul sudat, atunci când este fabricat din aceeași calitate și sudat și recoapt corespunzător, se poate egala cu rezistența la coroziune a tubului fără sudură și oferă, de obicei, toleranțe mai strânse pentru perete și un cost pe metru mai mic.
Compoziția chimică a Ti-3Al-2,5V
Titanul de gradul 9 conține în mod nominal 2,5 până la 3,5 la sută aluminiu și 2,0 până la 3,0 la sută vanadiu, cu soldul titan. Aluminiul acționează ca un stabilizator alfa care crește rezistența și rezistența la fluaj, în timp ce vanadiul stabilizează faza beta și păstrează ductilitatea. Oxigenul este limitat la 0,12 procente maxim în specificația standard de gradul 9, care menține aliajul sudabil și formabil. Denumirea UNS este R56320 și numărul de material european 3.7195 este uneori folosit ca referință echivalentă.
Deoarece aliajul se află între clasele pure din punct de vedere comercial și Ti{-6Al-4V cu rezistență ridicată, este adesea descris ca un aliaj cu rezistență medie. Dezvoltă o rezistență la tracțiune de aproximativ 620 MPa minim în stare recoaptă, cu aproximativ 40% peste gradul 2, păstrând în același timp formabilitatea la temperatură scăzută care face ca îndoirea și evazarea tubului să fie practice.
Procesul de fabricație pentru tub fără sudură
Tubul fără sudură de gradul 9 începe cu o țagla goală forjată sau extrudată. Tagla este încălzită în interiorul ferestrei beta transus și străpunsă, apoi redusă prin laminare rotativă sau o moară pentru a se apropia de diametrul final și peretele. Trefilarea la rece cu un dop sau un dorn aduce apoi tubul la dimensiunea și finisajul de suprafață necesar, iar o recoacere finală în vid sau în atmosferă inertă restabilește ductilitatea și îndepărtează stresul rezidual de la lucrul la rece.
Procesul produce tuburi în diametre de la dimensiuni capilare mici până la câteva sute de milimetri, cu grosimi de perete de la 0,4 mm în sus. Toleranța dimensională este guvernată de standarde precum ASTM B338 sau ASTM B861, iar rectitudinea, ovalitatea și starea suprafeței sunt verificate înainte de lansare. Absența unei suduri înseamnă că peretele complet suportă sarcina uniform, motiv pentru care tubul fără sudură este specificat pentru liniile hidraulice de înaltă presiune și aplicațiile aerospațiale.
Procesul de fabricație pentru țevi sudate
Tubul sudat începe ca bobină sau foaie în stare recoaptă. Banda este tăiată la lățime, rulată-formată într-un cilindru și sudată de-a lungul cusăturii. Pentru titanul de gradul 9, sudarea cu arc de tungsten cu gaz cu un scut de argon este cea mai comună metodă, iar sudarea este adesea urmată de o reducere ușoară la rece a cordonului de sudură și de o recoacere completă, astfel încât zona de sudare să recristalizeze și să se apropie de proprietățile metalului de bază.
Controlul calității se concentrează pe cusătura de sudură. Examinarea ne-distructivă, cum ar fi testarea cu curenți turbionari sau cu ultrasunete, este aplicată pe toată lungimea, iar un test de aplatizare sau evazare confirmă că sudura se poate deforma cu materialul de bază. Tubul sudat modern, produs cu benzi asortate și parametri de sudură controlați, este acceptat pe scară largă pentru tuburile schimbătoare de căldură, condensatoare, conducte de apă de mare și cadre pentru biciclete, unde combinația dintre costuri mai mici și dimensiuni consistente îi conferă un avantaj economic față de tubul fără sudură.
Cum diferă cele două forme în practică
Diferențele practice se văd în trei domenii. În primul rând, dimensiuni: tubul sudat menține grosimea peretelui și diametrul exterior cu toleranțe mai strânse, deoarece ecartamentul benzii este mai uniform decât un gol tras. În al doilea rând, suprafața: tubul fără sudură trasat peste un dorn poate obține o suprafață interioară mai netedă pentru servicii igienice sau cu debit mare-. În al treilea rând, costul și timpul de livrare: tubul sudat consumă mai puțin material și este mai rapid de produs, deci este de obicei opțiunea cu costuri mai mici-la volume mari.
Ambele forme sunt furnizate la aceleași proprietăți mecanice minime pentru grad. Tubul de gradul 9 recoapt prezintă o rezistență minimă la tracțiune de 620 MPa, o limită de curgere minimă de 483 MPa și o alungire de cel puțin 15 la sută pe o lungime de 50 mm. Prin urmare, aplicațiile se suprapun pe scară largă, iar alegerea finală este de obicei determinată de evaluarea presiunii, toleranța dimensională, cerințele de suprafață și buget.
Întrebări frecvente
Î: Care este diferența dintre tubul de titan de grad 9 fără sudură și sudat?
R: Tubul fără sudură este străpuns și tras dintr-o țagle solidă fără cusătură longitudinală, în timp ce tubul sudat este format din bandă și îmbinat printr-o sudură longitudinală. Ambele pot îndeplini aceleași proprietăți mecanice, dar tubul fără sudură este preferat pentru presiune internă ridicată și tubul sudat pentru toleranțe mai strânse și costuri mai mici.
Î: Care standard guvernează tubul de titan de gradul 9?
R: ASTM B338 acoperă tuburile de titan fără sudură și sudate pentru condensatoare și schimbătoare de căldură, iar ASTM B861 acoperă tuburile de titan fără sudură. Gradul 9 este desemnat UNS R56320 în ambele standarde.
Î: Tubul de titan de gradul 9 sudat poate înlocui tubul fără sudură în serviciul cu apă de mare?
R: Da, atunci când sudura este produsă cu ecranare adecvată și tubul este recoacet și examinat ne-distructiv, tubul sudat de gradul 9 oferă rezistență la coroziune în apă de mare echivalentă cu tubul fără sudură pentru majoritatea sarcinilor.
Î: Ti-3Al-2.5V este ușor de îndoit și de evazat?
A: Da. Gradul 9 a fost dezvoltat pentru tubulatura hidraulică tocmai pentru că combină rezistența moderată cu formabilitatea excelentă la rece și poate fi îndoit, evazat și șters folosind echipamente convenționale de prelucrare a tuburilor.
Î: Ce grosime a peretelui este tipică pentru tubul fără sudură de gradul 9?
R: Tubul fără sudură este furnizat în mod obișnuit de la un perete de 0,4 mm în sus, cu diametre variind de la dimensiunile capilare de câțiva milimetri până la câteva sute de milimetri, în funcție de moară și de standardul aplicat.
