Titánové potrubie triedy 5: Bezšvíkové a zvárané formy

Materiál: rúrka Ti-6Al-4V

Stupeň 5 je alfa-beta zliatina titánu s 5,5 až 6,75 percentami hliníka a 3,5 až 4,5 percentami vanádu, UNS R56400. Spája najvyššiu pevnosť bežných druhov titánových rúr s odolnosťou proti korózii, ktorá je vlastná titánu, pri hustote približne 4,43 gramov na centimeter kubický. Zliatina je dostupná vo forme bezšvíkových a zváraných rúr, pričom zváranie je obmedzené na schválené procesy.

Rúrka triedy 5 pre svoju pevnosť prenáša vyššie tlaky s tenšími stenami ako čistý titán, a preto je určená pre systémy s kritickou hmotnosťou-. Zliatina si tiež zachováva užitočnú pevnosť pri zvýšenej teplote a jej únavové správanie vyhovuje dynamickým prevádzkam, ako sú hydraulické vedenia.

Bezšvíkové potrubie ASTM B861

ASTM B861 zahŕňa bezšvíkové titánové rúry vyrobené prepichovaním a valcovaním alebo ťahaním plného bloku bez pozdĺžneho zvaru. Norma zahŕňa vo svojom zozname zliatin stupeň 5 a bezšvíková rúra je preferovanou formou pre vysokotlakové-služby, pretože stena je rovnomerná a bez zvarových spojov. Veľkosť sa pohybuje v štandardnom rozmedzí od hadíc s malým-priemerom až po rúry s veľkým-priemerom.

Bezšvová výroba začína kovaným predvalkom, ktorý sa za horúca dieruje, preťahuje cez tŕň a redukuje na hotové rozmery. Rúra je žíhaná v rozsahu alfa-beta, narovnávaná a dokončená morením alebo brúsením. Rovnosť, hrúbka steny a sústrednosť sú kontrolované podľa štandardných tolerancií.

Zvárané potrubie ASTM B862

ASTM B862 sa vzťahuje na zvárané titánové rúry vyrobené tvarovaním pásu alebo dosky a spájaním pozdĺžneho švu. Pre stupeň 5 musí byť zvar vyrobený procesom, ktorý poskytuje plnú kvalitu zvaru, zvyčajne plynovým volfrámovým oblúkom alebo plazmovým oblúkovým zváraním, a zvarová zóna musí spĺňať rovnaké mechanické požiadavky ako základný kov.

Zvárané potrubie ponúka väčšie priemery a dlhšie dĺžky ako bezšvíkové pri nižších nákladoch a so správne kontrolovaným zvarom funguje rovnako vo väčšine služieb. Zvarový šev sa skúma nedeštruktívnym testovaním a rúru možno po zváraní opracovať za studena alebo tepelne spracovať, aby sa v prípade potreby obnovili jej vlastnosti.

Mechanické požiadavky a testovanie

Pre rúry triedy 5 norma vyžaduje minimálnu pevnosť v ťahu 895 MPa a medzu klzu 828 MPa s predĺžením najmenej 10 percent. Chemická analýza overuje zloženie a pri každom tavení sa vykonáva skúška ťahom. Skúšky sploštenia a šírenia kontrolujú ťažnosť steny potrubia.

Ne{0}}deštruktívne vyšetrenie dopĺňa kvalifikáciu. Testovanie hydrostatickým alebo pneumatickým tlakom dokazuje tesnosť, testovanie vírivými prúdmi skenuje po celej dĺžke chyby na povrchu a blízko -povrchu a testovanie ultrazvukom overuje hrúbku steny a zisťuje vnútorné chyby. Rádiografia sa pridáva pre kriticky zvárané rúry.

Aplikácie a výber

Potrubie 5. stupňa slúži pre letecké hydraulické a pneumatické systémy, kde svojou pevnosťou šetrí hmotnosť pri inštalácii lietadiel; námorné a pobrežné systémy, kde sa spája odolnosť proti korózii a pevnosť; a chemické závody manipulujúce-s vysokotlakovými korozívnymi kvapalinami. Rovnaká zliatina sa objavuje v zariadeniach na dokončovanie ropy a zemného plynu a vo vysokovýkonných-systémoch automobilov.

Výber medzi bezšvíkovou a zváranou formou nasleduje po servise. Pre vysoký tlak, malé otvory a maximálnu spoľahlivosť sú bezšvové rúry štandardnou odpoveďou. Pre veľké priemery, dlhé série a inštalácie citlivé na náklady- ponúka zvárané potrubie ekonomickú alternatívu, ktorá spĺňa rovnaké mechanické špecifikácie.

Často kladené otázky

Otázka: Ktoré normy sa vzťahujú na titánové rúry triedy 5?

Odpoveď: ASTM B861 pre bezšvíkové rúry a ASTM B862 pre zvárané rúry, pričom obe zahŕňajú triedu 5, UNS R56400.

Otázka: Akú pevnosť zaručuje potrubie triedy 5?

Odpoveď: Minimálna pevnosť v ťahu 895 MPa a medza klzu 828 MPa, s predĺžením najmenej 10 %.

Otázka: Aký je rozdiel medzi bezšvíkovou a zváranou rúrou triedy 5?

A: Bezšvíková rúra je vytvorená z pevného predvalku bez pozdĺžneho švu; zváraná rúra je vytvorená z pásu a spojená zvarovým švom.

Otázka: Môže sa použiť potrubie triedy 5 pre vysoký tlak?

Odpoveď: Áno, jej vysoká pevnosť umožňuje tenšie steny a vyšší pracovný tlak ako čisté titánové rúry.

Otázka: Ako sa testuje zvarový šev potrubia triedy 5?

Odpoveď: Ne-deštruktívnou skúškou vrátane skúšok vírivými prúdmi a ultrazvukom, plus hydrostatické tlakové skúšky hotového potrubia.

Otázka: Aká je hustota potrubia 5. stupňa?

Odpoveď: Asi 4,43 gramu na kubický centimeter, čo je približne polovica hustoty oceľovej rúry rovnakej triedy pevnosti.