Títan rör er aldrei einfaldlega "rör". Sama nafnstærð og gráðu er hægt að fá í nokkrum málmvinnsluríkjum og ríkið ákveður flæðistyrk, sveigjanleika, suðuhæfni og tæringarhegðun mun meira en efnafræðin ein gerir. Kaupendur sem tilgreina aðeins ytra þvermál og veggþykkt fá oft vöru sem er rétt í stærð en málmfræðilega röng fyrir tollinn. Ríkin sem lýst er hér að neðan ná yfir meirihluta pantana fyrir varmaskipti, eimsvala og vinnslurör.
Hreint ríki
Fullglæðandi rör er sjálfgefið framboðsskilyrði fyrir hreint títan í atvinnuskyni. Köldvinnsla meðan á slöngunni stendur er fylgt eftir með glæðingu sem endurkristallar uppbygginguna, fjarlægir vinnuherðingu og endurheimtir sveigjanleika. Niðurstaðan er túpa með miðlungs styrkleika, framúrskarandi mótunarhæfni og fyrirsjáanlega hegðun við suðu, þess vegna er glóðað efni ráðandi í þjónustu við eimsvala og varmaskipti í vægu ætandi kælivatni. Álags-slöngur situr á milli kaldvinnslu og fullglöðu ástandsins: Nóg glæðing til að slaka á afgangsspennu og bæta víddarstöðugleika, en ekki nóg til að ljúka endurkristöllun, þannig að gagnlegur hluti af kalda vinnustyrknum er haldið.
Kalt unnið ríki
Kalt unnið rör er afhent án fullrar endurkristöllunarglæðingar og ber því meiri styrk á kostnað sveigjanleika. Það er notað þar sem rörið verður að standast ákveðna þrýstings- eða titringsskyldu og þar sem kröfur um beygju og blossa eru hóflegar. Ókosturinn er sá að afgangsstreita gerir rörið næmari fyrir sprungum gegn tæringu á álagi í ákveðnu umhverfi, og allar síðari suðuaðgerðir glæðir að hluta til hitaáhrifasvæðið og skapar ósamfellu í styrk sem þarf að gera ráð fyrir í hönnun.
Ofurplast og fínt-kornástand
Þegar títan er unnið að fíngerðri, jafnásuðum kornabyggingu, venjulega á bilinu nokkrar míkrómetrar, þróar glóða efnið ofurplastfræðilega hegðun: það er hægt að teygja það um nokkur hundruð prósent við hærra hitastig án þess að hálsa eða brotna. Fyrir títan rör er þetta ástand dýrmætt á tvo vegu. Það gerir kleift að framkvæma flóknar mótunaraðgerðir í einu skrefi við tiltölulega lágan mótunarþrýsting og það gefur sterka, skemmda-vöru sem þolir sprungur við mikla álagshraða, sem gerir það aðlaðandi sem hitaskiptaefni í krefjandi þjónustu. Ofurplastísk myndun alfa-beta títan málmblöndur eins og Ti-6Al-4V fer venjulega fram á bilinu um það bil 870-950 gráður við hægan álagshraða.
Úrkoma harðnað ástand
Úrkomuherðing, einnig kölluð öldrun, á við um títan málmblöndur sem svara lausnarmeðferð sem fylgt er eftir með öldrun. Rörið er meðhöndlað með lausn við háan hita, slökkt og síðan öldruð við lægra hitastig þannig að fínir aukafasar falla út í uppbyggingunni. Aldraða rörið hefur mikinn styrk og hörku við stofuhita og heldur gagnlegum styrk við hærra hitastig, þess vegna er úrkomuhert vara valin fyrir varmaskipti sem starfa við alvarlega samsetningu háhita og háþrýstings. Dæmigert öldrunarmeðferð fyrir alfa-beta og beta títan málmblöndur falla á bilinu um 480-540 gráður, með tíma og hitastigi valin til að halda jafnvægi á móti styrkleika og sveigjanleika.
Alfa, alfa-Beta og beta uppbygging
Ástand títanrörs er nátengt fasabyggingu þess. Alfa málmblöndur, þar með talið hreinar vörur í verslun og palladíum- eða mólýbden-stöðugðar tæringarflokkar, eru einfasa, auðvelt að soða og miðlungssterkar. Alfa-beta málmblöndur eins og Ti-6Al-4V innihalda báða fasa: þau bjóða upp á miðlungs til mikinn styrk, góða mýkt og góða suðuafköst og eru mikið notaðar fyrir varmaskipti við meðalhita. Beta málmblöndur geta eldast upp í mjög mikinn styrk en þurfa strangari vinnslustýringu og eru sjaldgæfari í rörformi fyrir almenna hitaskiptaþjónustu.
Að velja ríki fyrir skylduna
Valið byrjar á þjónustuskilyrðum frekar en frá valinn bekk. Varmaskiptir í þjónustu við mikla háhita og háþrýsting kallar á úrkomuherta vöru; notkun sem fer eftir mótunarhæfni, höggseigni eða suðuhæfni kallar á glæðað eða ofurplast efni; rör sem verður að bera mikið stöðuálag án hitauppstreymis getur réttlætt kalt unnið ástand. Þá þarf að athuga aðrar breytur ásamt ástandinu: efnisefnafræði og flokkun, rörmál og vikmörk, yfirborðsástand, prófunarþrýstingur og suðuaðferðin sem notuð verður við framleiðslu.
Áhrif vinnslu á ríkið
Ríkið verður til með vinnsluleiðinni, ekki með orðalagi innkaupapöntunar eingöngu. Hlutfall kuldaminnkunar, hitastig og tími glæðingar, kælihraði, rétting og endanleg yfirborðsmeðferð breytir allt afhentum eiginleikum. Breyting á rörmyllu, breyting á afoxunarröð eða breyting á hleðslu ofnsins getur fært vöru úr því ástandi sem var upphaflega hæft. Þetta er ástæðan fyrir því að ástandslýsing ætti alltaf að vera bundin við vörustaðalinn sem vísað er til, oftast ASTM B338 fyrir soðið og óaðfinnanlegt títanrör fyrir eimsvala og varmaskipta, eða ASTM B861 fyrir óaðfinnanlega títanrör, ásamt vélrænni prófunarkröfum sem þessir staðlar setja.
Dæmigert ríki og umsóknir þeirra
| Ríki | Dæmigert einkenni | Dæmigert forrit |
|---|---|---|
| Hreinsaður | Góð sveigjanleiki og suðuhæfni, meðalstyrkur | Þéttingar og varmaskipti, almennt vinnslurör |
| Létt á streitu | Minni afgangsstreitu, hluti af köldu vinnustyrk haldið | Stöðugt rör í stærð, í meðallagi mótun |
| Kalt unnið | Meiri styrkur, minni sveigjanleiki, meiri afgangsspenna | Þrýstinga- og titringsskyldur með takmarkaðri mótun |
| Ofurplastískt fínkorn | Mjög mikil lenging við hækkað hitastig, seig | Flókið mótandi, hár álagshraði varmaskiptaskylda |
| Úrkoma harðnaði | Hár styrkur og hörku, gagnlegur heitur styrkur | Mikill hár hiti og hár þrýstingur skiptarar |
| Alfa-beta uppbygging | Miðlungs til hár styrkur, góð mýkt, suðuhæf | Meðalhitavarmaskiptar og vinnslurör |
Lágmarkskröfur um togstyrk eru mjög mismunandi á milli flokka undir sama staðli, allt frá u.þ.b. 240 MPa fyrir gráðu 1 viðskiptahreint efni til um það bil 895 MPa fyrir gráðu 5 títan álfelgur, sem er ástæðan fyrir því að einkunn og ástand verður alltaf að tilgreina saman.
Algengar spurningar
Sp.: Hverju lýsir "ástand" títanrörs í raun og veru?
Það lýsir málmvinnsluástandinu sem framleitt er af lokavinnsluþrepunum, nær yfir endurkristöllun, afgangsálag, fasabyggingu og kornastærð, og það stillir styrkleika og sveigjanleika sem afhentur er.
Sp.: Hvaða ástand er best fyrir sjókælda eimsvala?
Alveg glóðu hreint rör, eða tæringarþolið tæringarþol, sameinar suðuhæfni og sveigjanleika sem þarf til að framleiða rör-í-rörplötu með fullnægjandi tæringargetu.
Sp.: Hvenær ætti að velja úrkomuhert títan rör?
Þegar skiptarinn starfar við alvarlegar aðstæður við háan hita og háan þrýsting þar sem stofuhitastyrkur og varðveisla hörku við hitastig eru bæði mikilvæg.
Sp.: Af hverju er auðveldara að mynda ofurplast títan rör?
Fínn jafnáslaga kornabygging gerir glóðu efninu kleift að teygjast um nokkur hundruð prósent við hærra hitastig án þess að hálsa, þannig að flókin form geta myndast í færri aðgerðum.
Sp.: Bætir kaldvinnsla títan rör fyrir hverja notkun?
Nei. Kaldunnið rör er sterkara en minna sveigjanlegt og viðkvæmt fyrir álagstæringarsprungum og suðu glæðir að hluta til hitaáhrifasvæðið.
Sp.: Af hverju getur sama einkunn borist með mismunandi eiginleika frá mismunandi myllum?
Vegna þess að köldu afoxunarhlutfallið, glæðingarlotan, kælihraði og rétting móta allt endanlegt ástand, þannig að ástandið verður að vera bundið við tilvísaðan staðal og vélrænni prófanir hans.
