Unde gradul 9 se află în gama Titanium
Gradul 9, scris și Ti-3Al-2,5V și desemnat UNS R56320, este un aliaj de titan alfa-beta slab dezvoltat pentru tuburi prelucrabile la rece. Oferă cu aproximativ 80 la sută mai multă rezistență decât gradul 2, păstrând în același timp un comportament de formare la rece mult mai bun decât Ti-6Al-4V, ceea ce îl face alegerea practică pentru țevile de apă de mare spiralate și îndoite și hidraulice. Deoarece conținutul său de aluminiu și vanadiu este de aproximativ jumătate față de gradul 5, materialul rămâne sudabil și ductil la un cost modest.
Proprietăți și Chimie
ASTM B338 și ASTM B861 stabilesc gradul 9 la 620 MPa (90 ksi) rezistență minimă la tracțiune, 483 MPa (70 ksi) minim 0,2% forță de curgere compensată și 15% alungire minimă în 50 mm. Densitatea este de 4,48 g/cm3, modulul de elasticitate este de aproximativ 105 GPa, iar temperatura maximă recomandată de funcționare continuă este de aproximativ 315 C. Aliajul nu poate fi întărit semnificativ prin îmbătrânire, așa că selecția se bazează mai degrabă pe starea de recoacere decât pe un răspuns la tratament termic.
| Proprietate | Valoare de gradul 9 (R56320). |
|---|---|
| Rezistenta la tractiune, min | 620 MPa (90 ksi) |
| Limita de curgere, compensare 0,2%, min | 483 MPa (70 ksi) |
| Alungire în 50 mm, min | 15% |
| Densitate | 4,48 g/cm3 |
| Modulul de elasticitate | aproximativ . 105 GPa |
| Temperatura maximă de serviciu continuu | aproximativ . 315 C |
Apa de mare și aplicații marine
Apa de mare este mediul care a făcut din titan un material de inginerie principal. Pe titanul din apa de mare naturală nu apar sâmburi de clorură și coroziunea în crăpături, iar metalul își păstrează pelicula pasivă la viteze de curgere cu mult peste limitele cuprului-nichelului sau oțelului inoxidabil, astfel încât pereții tuburilor și orificiile țevilor rămân curate, iar transferul de căldură rămâne stabil.
Circuite de răcire cu apă de mare pentru motoare, generatoare și mașini auxiliare.
Instalații de desalinizare furaje, saramură și conducte de apă pentru produse și schimbătoare de căldură.
Linii hidraulice și de control submarine unde sunt necesare o greutate redusă și o durată lungă de viață la oboseală.
Sisteme offshore de stingere a incendiilor și apă de balast.
Instalații chimice și de proces care manipulează acizi, alcalii și lichide clorurate.
Greutatea redusă contează la fel de mult ca și rezistența la coroziune: o linie de apă de mare de gradul 9 cântărește aproximativ 57 la sută dintr-o linie de oțel echivalentă, ceea ce reduce oțelul suport, cerințele pentru capul pompei și, pe nave, greutatea maximă.
Fabricare, formare și sudare
La rece de gradul 9 funcționează bine, așa că tubul este furnizat spiralat pentru diametre mici și drept pentru dimensiuni mai mari și acceptă îndoirea la rece la raze moderate, de obicei de trei ori mai mare decât diametrul exterior. Recoacerea se efectuează în intervalul de la 700 la 790 C cu atmosferă controlată, astfel încât suprafața să rămână curată. Sudarea urmează aceeași disciplină ca tot titanul: aport scăzut de căldură, control interpass, 99,99% argon sau mai bine și ecranare completă până când îmbinarea s-a răcit sub aproximativ 400 C. O sudură argintie strălucitoare este acceptabilă, culoarea paiului indică ecranare marginală și albastru sau gri necesită îndepărtare. Codurile de fabricație, cum ar fi Secțiunea IX, Codul cazanului și recipientului sub presiune ASME, sunt utilizate pentru a califica procedurile pentru serviciul sub presiune, iar intervalele calificate sunt înregistrate pentru fiecare lucrare.
Controlul calității și aprovizionarea
Țeava și țeava sunt verificate prin analiză chimică spectrografică, încercări de tracțiune și de curgere a produsului finit, teste de aplatizare și evazare, verificări de duritate și examinare pe toată lungimea curenților turbionari, cu încercare de presiune hidrostatică la presiunea convenită. Suprafețele sunt livrate murate sau strălucitoare recoapte, iar orificiul este curățat, uscat și acoperit înainte de expediere. Documentația standard este un certificat EN 10204 3.1 de testare la fabrică cu trasabilitate a numărului de căldură, iar înregistrările dimensionale însoțesc fiecare lot. Identificarea pozitivă a materialelor, testarea cu ultrasunete, inspecția terță parte și testele de coroziune specifice aplicației sunt disponibile la cerere pentru proiectele bazate pe specificații, iar livrarea poate fi programată în funcție de etapele de referință ale proiectului cu ambalaje convenite pentru transportul offshore.
Întrebări frecvente
Î: Cum se compară gradul 9 cu titanul de gradul 5 ca rezistență?
R: Gradul 9 are o rezistență minimă la tracțiune de 620 MPa față de 895 MPa pentru gradul 5. Este mai rezistent decât titanul pur, dar mult mai ușor de format și sudat la rece, ceea ce se potrivește cu țevile și țevile.
Î: Este gradul 9 potrivit pentru expunerea continuă la apă de mare?
A: Da. Titanul rezistă la coroziunea clorură și la coroziunea crevastă în apa de mare naturală, iar gradul 9 este utilizat pe scară largă pentru linii de răcire, desalinizare și saramură.
Î: Care este temperatura maximă de serviciu?
R: Serviciul continuu este în mod normal limitat la aproximativ 315 C. Mai sus, aliajul își pierde rezistența la fluaj și oxidarea devine semnificativă.
Î: Se poate îndoi conducta după instalarea suporturilor?
R: Îndoirea la rece este în mod normal finalizată înainte de instalare. Gradul 9 formează la aproximativ trei ori mai mult decât raza diametrului exterior, iar raze mai mari sunt recomandate acolo unde tubul va vedea încărcare la oboseală.
Î: Cum se îmbină o linie de gradul 9 la un sistem din oțel?
R: Se folosesc îmbinări de tranziție cu flanșe sau sudate, cu o garnitură izolatoare sau un aranjament de izolare metalic diferit, astfel încât titanul să nu fie cuplat galvanic la un material mai puțin nobil în apa de mare.
