Analýza procesov tvárnenia a mechanického výkonu lakťov z titánovej zliatiny

Zliatina titánukvalita tvarovania kolena je rozhodujúca pre bezpečnosť, spoľahlivosť a životnosť potrubného systému. Jeho vysoká medza klzu, vysoký pomer klzu, úzky rozsah plastickej deformácie a vysoká -citlivosť na teplotu voči kontaminácii O, N, H obmedzujú tradičné procesy tvárnenia.

 

 

 

Titánové a titánové rúry skladom

 

(I) Proces tvarovania zváraním

• Segmentové zváranie (pás kreviet).: Zahŕňa viac{0}}sekčné zváranie s nízkymi požiadavkami na vybavenie a schopnosťou pre kolená s veľkým-priemerom. Má však početné zvary, ľahko sa koncentruje, vykazuje slabú odolnosť proti korózii, je náchylný na netesnosti a má krátku životnosť.

 

• Press Plate Welding: Znižuje počet zvarových švov a mierne zlepšuje odolnosť proti korózii, ale stále prináša riziká zvárania. Používa sa len v malých množstvách pre núdzové alebo -nekritické potrubia.

 

(II) Proces formovania razením

• Razenie za studena: Vhodné pre malo-priemerovú, tenkostennú- a malo{2}}sériovú výrobu, pričom ponúka nízke náklady a jednoduché procesy. Medzi jeho chyby patrí veľké pruženie, zmenšenie hrúbky steny a zvrásnenie povrchu.

 

• Razenie za tepla: Prispôsobiteľné pre hrubé{0}}steny a kolená so stredným{1}}priemerom, čím sa zabezpečí dobrá kvalita tvarovania. Riziko spočíva v ľahkej oxidácii v dôsledku nevhodnej tepelnej ochrany, ktorá ovplyvňuje výkon.

 

(III) Proces formovania vytláčaním za horúca

• Procesné jadro: Na základe princípu konštantného objemu počas plastickej deformácie kovu tŕň riadi deformáciu a stlačený kov vo vnútornom oblúku prúdi do oblasti rozšírenia priemeru, aby sa zabezpečila rovnomerná hrúbka steny. Kolená majú hladký vzhľad, vysokú rozmerovú presnosť a dajú sa vyrábať kontinuálne v dávkach.

 

• Formovanie kľúčových bodov: Polotovar rúry je v napätom stave axiálneho/radiálneho stlačenia a obvodového napätia, s deformáciou sústredenou v bruchu. Ovládanie teploty ohrevu, rýchlosti tlače a parametrov tŕňa môže zabrániť chybám, ako je nerovnomerná hrúbka steny, zvrásnenie a praskanie.

 

• Úspechy aplikácie: Proces vyvinutý Northwest Institute for Nonferrous Metal Research môže produkovať bezšvové kolená s maximálnym priemerom φ219, ktorých výkon spĺňa ASTM B363-95, čím sa riešia nevýhody zvárania a lisovania.

 

(IV) Proces formovania odliatku

• Vady: Sklon k pórovitosti, zmršťovacím dutinám a inklúziám; hrúbka steny Väčšia alebo rovná 5 mm je nekompatibilná s konvenčnými potrubiami; drsný povrch zvyšuje prenosový odpor.

 

• Nedostatky: Odolnosť proti korózii je nižšia ako pri kovanej zliatine titánu a cena je relatívne vysoká.

 

(V) Iné špeciálne procesy tvárnenia

• Vytláčanie za studena: Vhodné pre kolená s vysokou{0}}presnosťou a malým{1}}priemerom, vyznačujúce sa dobrým vzhľadom, vysokou rozmerovou presnosťou a rovnomernou hrúbkou steny. Má vysoké požiadavky na formy a polotovary rúr, čo má za následok vysoké náklady.

 

• Tŕň tvárnenie za tepla: Schopné vyrábať kolená rôznych priemerov, realizovať synchrónne rozťahovanie a ohýbanie pri ohreve a zatláčaní, vyžadujúce následné tepelné spracovanie a opracovanie.

 

• Metóda UO: Titánové platne sú lisované do tvaru so zameraním na kolená s veľkým{0}}priemerom a hrubou stenou-, vhodné pre pracovné podmienky, kde nie je možné použiť polotovary rúr.

 

 

(I) Vplyv na mechanické vlastnosti

• Tvarovanie zváraním: Zvary sú slabé; hrubé zrná v zóne ovplyvnenej teplom-vedú k zníženiu výkonu; zvyškové napätie pravdepodobne vyvolá korózne praskanie.

 

• Formovanie razením: Pracovné spevnenie má za následok zvýšenú tvrdosť a zníženú húževnatosť; akumulácia spätného pruženia pri lisovaní za studena spôsobuje zvyškové napätie, ktoré ovplyvňuje stabilitu konštrukcie.

 

• Formovanie vytláčaním za tepla: Rovnomerná deformácia za tepla zjemňuje štruktúru a tepelné spracovanie eliminuje napätie, čím sa dosahuje optimálna mechanická rovnomernosť. Pevnosť je rovnaká ako pevnosť základného kovu a miera predĺženia je väčšia alebo rovná 15 %, čo spĺňa požiadavky kľúčových potrubí.

 

(II) Vplyv na odolnosť proti korózii

• Zváranie: Nespojitý oxidový film a defekty vo zvaroch vedú k zlej odolnosti voči korózii a ľahkému úniku korózie.

 

• Pečiatkovanie: Povrchové chyby poškodzujú oxidový film a zhoršujú lokálnu koróziu.

 

• Vytláčanie za tepla: Ochrana inertným plynom zabraňuje oxidácii, výsledkom čoho je neporušený oxidový film a hladký povrch. Odolnosť proti korózii je rovnaká ako odolnosť základného kovu, prispôsobuje sa silným koróznym pracovným podmienkam; rovnomerná hrúbka steny môže zabrániť korózii pod napätím a predĺžiť životnosť.

 

(III) Vplyv na rozmerovú stabilitu

• Segmentové zváranie (pás kreviet).: Kumulatívne chyby z viac{0}}dielneho zvárania spôsobujú nerovnomerné uhly a zakrivenie, čo sťažuje inštaláciu.

 

• Formovanie razením: Elastické odpruženie vedie k rozmerovým odchýlkam, čo si vyžaduje tvarovanie na zvýšenie nákladov.

 

• Formovanie vytláčaním za tepla: Presná kontrola tvaru pomocou tŕňa zaisťuje, že rozmerové tolerancie spĺňajú HG/T3651-1999 a ANSI B16.9 s vynikajúcou prispôsobivosťou inštalácie.

 

 

• Výber procesu

Pre kľúčové potrubia odolné voči korózii-sú uprednostňované bezšvíkové kolená na vytláčanie za tepla.

Vytláčanie za studena sa používa pre malé-sériové, vysoko{1}}presné a malé-priemerové kolená.

Zváranie lisovacej dosky možno použiť v malých množstvách pre ne-kritické/núdzové scenáre.

Segmentované zváracie lakte (pás kreviet) sú zakázané.

 

• Optimalizácia výkonu

Optimalizujte parametre práce za tepla pomocou numerickej simulácie na zlepšenie presnosti.

Vylepšite technológiu ochrany proti oxidácii.

Integrujte tvarovanie a tepelné spracovanie na zvýšenie kvality a účinnosti.

 

• Kontrola kvality

Dodržiavajte HG/T3651-1999 a implementujte úplné riadenie procesu na zaistenie bezpečnej prevádzky.

 

Ruihang Group ako profesionálny výrobca dodáva-kvalitné produkty z titánu a zliatin titánu. Pre viac informácií nás prosím kontaktujte prostredníctvom emailu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com