Kontrola sadržaja vodonika, proces toplinske obrade esencijalni titanijumski cijevni fitinzi

Vodik je osnovna štetna nečistoća koja ograničava pouzdanost servisiranjatitanijumski cevni fitinzi. Prekomjerna apsorpcija vodonika lako stvara krhki titanijum hidrid, izazivajući pucanje vodoničnog krtosti. Toplinska obrada je ključni proces za regulaciju metalografske strukture cijevi, uklanjanje viška vodonika i balansiranje mehaničkih svojstava.

 

 

1. Šteta uzrokovana prekomjernom količinom vodonika

Titanijum lako apsorbuje vodonik na temperaturama iznad 300 stepeni. Prezasićeni vodonik se taloži kao krhki titanijum hidrid, koji se širi u zapremini i stvara unutrašnje naprezanje, što dovodi do mikropukotina na unutrašnjem zidu, zavarenim spojevima i zonama naprezanja, i na kraju izazivajući lom vodoničnog krtljenja.

 

Kontrolne granice sadržaja vodonika: industrijski titan/Gr5: Manje ili jednako 0,015 tež.%; cijevni fitinzi za vazduhoplovstvo: Manje ili jednako 0,010 tež.%; energija vodonika i dubinske-titanijumske cijevi: manje od ili jednako 0,008 tež%.

 

2. Kontrola izvora apsorpcije vodonika u cijelom procesu

• Kontrola sirovina: Usvojite vakumske potrošne gredice za topljenje luka, ponovo-provjerite sadržaj vodonika u ulaznim materijalima i striktno kontrolirajte mrlje od vode, mrlje od ulja i rđe na sirovinama kako biste blokirali primarni vodonik na izvoru.
• Zaštita tokom formiranja i obrade

Kiseljenje: Prebacite se na formulu sa-niskom količinom fluorovodonične kiseline, skratite vrijeme namakanja i potpuno operite i osušite nakon kiseljenja kako biste spriječili prodiranje vodonika izazvano zaostalom kiselinom-.

Valjanje i hladno izvlačenje: Koristite ulje za podmazivanje bez vodonika-, strogo kontrolirajte neravnine i ogrebotine prilikom obrade kako biste izbjegli oštećenje titanijumskog zaštitnog filma i naknadnu apsorpciju vodonika.

• Kontrola vlage tokom termičke obrade: Osušiti tijelo peći i osigurati njegovu hermetičnost; sadržaj vodene pare i kiseonika u peći za argon treba da bude manji ili jednak 10 ppm. Obratke odmastiti acetonom i bezvodnim etanolom i zabraniti upotrebu halogeniranih ugljovodonika i metanola kako bi se izbjeglo oslobađanje vodika pri zagrijavanju.

 

3. Popravne mjere za višak vodonika

• Vakuumska dehidrogenacija pri visokotemperaturnom žarenju je usvojena za cijevi od titana s viškom vodonika: pod vakuumom od<0.066 Pa, hold at 540–760°C for 2–4 hours followed by furnace slow cooling.
• Visoka temperatura pospješuje difuziju vodika i taloženje kako bi se zadovoljio standard, što je uobičajena metoda prerade za cijevi od titanijuma u svemiru.

 

 

1. Komercijalno čisti titanijum Gr1 i Gr2

• Žarenje za ublažavanje stresa: Držati na 520-580 stepeni 60-120 minuta, nakon čega slijedi vakuum/argon sporo hlađenje. On eliminiše zaostalo naprezanje prilikom obrade, izbjegava naprezanje izazvano korozijom-induciranim upijanjem vodonika, održava čvrstoću i preciznost i koristi se za cjevovode za snabdijevanje kemikalijama i vodom i drenažu.
• Potpuno žarenje: Držati na 650-720 stepeni 90-180 minuta nakon čega slijedi hlađenje peći. Eliminiše stvrdnjavanje pri radu, rafinira ravnoosna zrna, poboljšava plastičnost, olakšava savijanje i širenje cijevi i slučajno uklanja tragove apsorbiranog vodonika.

 

2. Gr5 legura titana

• Konvencionalno potpuno žarenje: Držati na 800-850 stepeni 1-2 sata nakon čega slijedi hlađenje na zraku kako bi se dobila ravnoosna + fina mikrostruktura sa uravnoteženom čvrstoćom i žilavosti i otpornošću na krtost vodonikom, koja se uglavnom koristi za cevovode za izmjenu nafte i plina i topline.
• Liječenje otopinom i starenje: Tretman rastvorom na 920–950 stepeni, zatim gašenje vodom, zatim starenje na 480–530 stepeni 3–5 sati, sa jačinom većom od 900 MPa. Tretiranjem u vakuum peći postiže se istovremeno jačanje i kontrola vodonika/dehidrogenacija.
• Dvostruko žarenje: Vazdušno hlađenje na 920 stepeni + zadržavanje i sporo hlađenje na 700 stepeni, što inhibira stvaranje hidrida i pogodno je za dubinske-morske i vodonične priključke za cijevi visokog{4}}pritiska.

 

3. Prevencija oksidacije i apsorpcije vodonika tokom termičke obrade

• Dajte prioritet vakuumskoj termičkoj obradi iznad 540 stepeni; obične zračne peći se koriste samo za nisko{1}}cijevi, a sloj oksida treba ukloniti naknadnom obradom.
• Ugljični čelik se ne smije miješati u peći kako bi se izbjegla galvanska korozija i krhkost materijala od titanijuma pri apsorpciji vodika uzrokovana nečistoćama željeza.

 

 

1. Mehanička svojstva

• Vlačna čvrstoća čistog titanijuma je 350–500 MPa, a žarenog Gr5 je 830–900 MPa, sa gustinom od samo 60% od čelika, što omogućava lake cevi. Stari Gr5 ima snagu veću od 1000 MPa, pogodan za vazduhoplovne cjevovode visokog{9}}pritiska.
• Titanijumske cevi sa kvalifikovanim sadržajem vodonika i standardizovanim žarenjem imaju stopu istezanja veću ili jednaku 15%, što olakšava hladno savijanje; fino-zrnasta struktura pruža otpornost na zamor, pogodna za izmjenjivače topline. Prekomjerna količina vodika značajno će smanjiti plastičnost i uzrokovati lako pucanje tijekom savijanja cijevi.

 

2. Otpornost na koroziju i vodonik

• Površinski pasivni film TiO₂ otporan je na kiselinu, alkaliju i koroziju morske vode, sa vijekom trajanja 5-10 puta dužim od ugljičnog čelika. Netaknuti pasivni film može blokirati prodiranje vodonika.
• Sadržaj vodonika manji od ili jednak 0,015% može izbjeći krhkost vodonika pri normalnoj temperaturi i srednjem-niskom pritisku; višak vodika je sklon akumulaciji i formiranju hidrida pod stresom korozije, što rezultira iznenadnim krhkim lomom. Dubinski-dubinski-cijevi i cjevovodi za vodoničnu energiju zahtijevaju strogu kontrolu sadržaja vodonika.

 

3. Fizička svojstva

Nemagnetna, nizak koeficijent termičke ekspanzije, stabilna mikrostruktura na visokoj temperaturi od 350 stepeni i dobra otpornost na niske-temperature, pogodna za specijalne kriogene cjevovode.

 

 

Za više detalja o titanim cijevima pošaljite nam poruku na e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com