Как изготавливаются титановые трубки: от губки до бесшовной трубки
Оставить сообщение
Шаг 1: От титановой руды к титановой губке
Все титановые изделия начинаются с титановой губки. Руда, в основном ильменитовая или рутиловая, перерабатывается в тетрахлорид титана, а затем восстанавливается магнием или натрием по процессам Кролла или Хантера с получением пористой титановой губки. Губка измельчается и очищается от остаточных примесей; Для плавки пригодна только очищенная губка, поскольку примеси сильно влияют на механические свойства и коррозионную стойкость конечной трубы.
Шаг 2: Плавка и отливка слитков
Очищенную губку вместе с легирующими элементами, такими как алюминий, ванадий или молибден, при необходимости, прессуют в электроды и плавят в печи вакуумно-дугового переплава (ВДП) или электронно-лучевой печи. Вакуумная плавка удаляет газы и летучие вещества и дает гомогенный расплав. Расплавленный титан отливают в цилиндрические слитки, которые становятся сырьем для трубной заготовки.
Шаг 3: Горячая обработка заготовок для трубок
Слиток подвергается горячей обработке путем прокатки или ковки при температуре обычно выше 900 градусов, чтобы разрушить структуру отливки и уточнить размер зерна. Полученную заготовку затем прокалывают и прокатывают или куют в полую трубчатую заготовку. В некоторых случаях для достижения необходимых размеров и свойств заготовки перед экструзией используются этапы холодной обработки.
Шаг 4: Экструзия бесшовной трубы
Заготовку трубы нагревают до определенной температуры для повышения пластичности, а затем проталкивают через матрицу под гидравлическим давлением в экструзионном прессе, образуя непрерывную бесшовную трубу. Экструзия тщательно контролируется для достижения точных размеров и необходимых механических свойств, и это ключевой этап, который отличает бесшовные титановые трубы от сварных.
Шаг 5: Отжиг, холодная вытяжка и термообработка.
После экструзии трубу отжигают для устранения внутренних напряжений и улучшения пластичности. Затем его подвергают холодной вытяжке через ряд матриц, постепенно уменьшая диаметр и толщину стенок и одновременно увеличивая длину. Холодное волочение улучшает механические свойства и качество поверхности. На заключительном этапе-термической обработки с изменением применяются контролируемые циклы нагрева и охлаждения для достижения желаемой микроструктуры и твердости, балансируя прочность и пластичность для предполагаемого использования.
Шаг 6: Отделка и контроль качества
Механические и чистовые операции доводят трубу до необходимых размеров и качества поверхности, не оставляя дефектов. Применяются строгий контроль и проверка качества, включая проверку размеров, измерение толщины стенок, проверку поверхности и, при необходимости, гидростатические или вихретоковые испытания и химический анализ. К отгрузке допускаются только трубы, соответствующие спецификации.
Часто задаваемые вопросы
1. В чем разница между бесшовными и сварными титановыми трубками?
Бесшовные трубы производятся методом экструзии и холодного волочения из цельной заготовки и не имеют продольных сварных швов, что придает им однородные свойства по всей окружности. Сварные трубы изготавливаются из полос и свариваются продольно, что может быть более экономичным при тонких стенках и больших диаметрах.
2. Почему плавку производят в вакууме?
Расплавленный титан легко реагирует с кислородом и азотом при высокой температуре. Вакуумно-дуговая плавка удаляет газы и летучие вещества и предотвращает загрязнение, что важно для пластичности, свариваемости и коррозионной стойкости.
3. Какие титановые сплавы используются для изготовления труб?
Технически чистые марки (CP1-CP4) используются для защиты от коррозии, а такие сплавы, как Ti-6Al-4V, Ti-3Al-2,5V и Ti-0,2Pd, используются там, где требуется более высокая прочность или особая коррозионная стойкость.
4. Как контролируется толщина стенки титановой трубы?
Толщина стенок устанавливается с помощью экструзионной головки и уточняется с помощью проходов холодной вытяжки, а затем проверяется ультразвуковыми или механическими измерениями на каждой производственной партии, а результаты заносятся в сертификат проверки.
5. Какую обработку поверхности получают титановые трубы?
Травление в растворе кислоты удаляет оксидную окалину и-обогащенный кислородом слой после термообработки, а там, где требуется качество поверхности, применяется дополнительная механическая обработка, полировка или шлифовка. Перед приемкой поверхность должна быть без трещин, царапин и ямок.
