Com es fa el tub de titani: des d'esponja fins a tub sense costures

Pas 1: del mineral de titani a l'esponja de titani

Tots els productes de titani comencen amb una esponja de titani. El mineral, principalment ilmenita o rutil, es transforma en tetraclorur de titani i després es redueix amb magnesi o sodi en el procés Kroll o Hunter per produir una esponja de titani porosa. L'esponja es tritura i es purifica per eliminar les impureses residuals; Només l'esponja purificada és adequada per a la fusió, ja que les impureses afecten fortament les propietats mecàniques i la resistència a la corrosió del tub final.

Pas 2: fosa i fosa de lingot

L'esponja purificada, juntament amb els elements d'aliatge com l'alumini, el vanadi o el molibdè quan es requereix, es compacta en elèctrodes i es fon en un forn de refusió d'arc al buit (VAR) o un forn de feix d'electrons. La fusió al buit elimina gasos i volàtils i produeix una fusió homogènia. El titani fos es col·loca en lingots cilíndrics, que es converteixen en la matèria primera del tub en blanc.

Pas 3: treball en calent en tubs en blanc

El lingot es treballa en calent mitjançant laminació o forja a temperatures normalment superiors als 900 graus per trencar l'estructura de fosa i refinar la mida del gra. A continuació, la palangana resultant es perfora i s'enrotlla o es forja en un tub buit en blanc. En alguns casos, s'utilitzen passos de treball en fred per aconseguir les dimensions i propietats requerides de la bruta abans de l'extrusió.

Pas 4: extrusió de canonades sense costures

El tub en blanc s'escalfa a una temperatura específica per augmentar la mal·leabilitat i després s'empeny a través d'una matriu sota pressió hidràulica en una premsa d'extrusió, formant una canonada contínua sense soldadura. L'extrusió es controla acuradament per aconseguir dimensions precises i les propietats mecàniques necessàries, i és el pas clau que distingeix els tubs de titani sense soldadura dels tubs soldats.

Pas 5: recuit, estirat en fred i tractament tèrmic

Després de l'extrusió, el tub es recuita per eliminar l'estrès intern i millorar la ductilitat. Després s'estira en fred a través d'una sèrie de matrius, reduint gradualment el diàmetre i el gruix de la paret alhora que augmenta la longitud. El dibuix en fred millora les propietats mecàniques i l'acabat superficial. Un tractament tèrmic de canvi de fase final-aplica cicles de calefacció i refrigeració controlats per aconseguir la microestructura i la duresa desitjades, equilibrant la resistència i la ductilitat per al servei previst.

Pas 6: Acabats i control de qualitat

Les operacions de mecanitzat i acabat porten el tub a les dimensions i qualitat superficials requerides sense deixar defectes. S'apliquen controls i inspeccions de qualitat estrictes, incloent controls dimensionals, mesurament del gruix de la paret, inspecció de superfícies i, si cal, proves hidrostàtiques o de corrents de Foucault i anàlisis químiques. Només es lliuren per a l'enviament els tubs que compleixen les especificacions.

PMF

1. Quina diferència hi ha entre tubs de titani sense soldadura i soldats?

El tub sense soldadura es produeix per extrusió i estirat en fred a partir d'un blanc sòlid i no té soldadura longitudinal, donant propietats uniformes al voltant de la circumferència. El tub soldat està format a partir de cinta i soldat longitudinalment, cosa que pot ser més econòmica per a parets primes i grans diàmetres.

2. Per què la fusió es fa al buit?

El titani fos reacciona fàcilment amb l'oxigen i el nitrogen a alta temperatura. La fusió de l'arc al buit elimina gasos i volàtils i prevé la contaminació, que és essencial per a la ductilitat, la soldabilitat i la resistència a la corrosió.

3. Quins són els aliatges de titani habituals per a tubs?

Els graus comercialment purs (CP1-CP4) s'utilitzen per al servei de corrosió, mentre que aliatges com Ti-6Al-4V, Ti-3Al-2.5V i Ti-0.2Pd s'utilitzen quan es requereix una major resistència o una resistència especial a la corrosió.

4. Com es controla el gruix de la paret del tub de titani?

El gruix de la paret s'estableix per la matriu d'extrusió i es perfecciona mitjançant passades d'estirat en fred, després es verifica mitjançant mesurament ultrasònic o mecànic a cada lot de producció, amb resultats informats al certificat d'inspecció.

5. Quin tractament superficial reben els tubs de titani?

El decapat en solució àcida elimina l'escala d'òxid i la capa-enriquida en oxigen després del tractament tèrmic, i s'aplica mecanitzat, polit o rectificat addicionals quan s'especifica l'acabat de la superfície. La superfície ha d'estar lliure d'esquerdes, rascades i forats abans de l'acceptació.