Анализ на процесите на формоване и механичните характеристики на колената от титаниева сплав

Титаниева сплавКачеството на формоване на коляно е от решаващо значение за безопасността, надеждността и експлоатационния живот на тръбопроводната система. Неговата висока граница на провлачване, голям коефициент на провлачване, тесен обхват на пластична деформация и висока-температурна чувствителност към замърсяване с O, N, H ограничават традиционните процеси на формоване.

 

 

 

Титан и титанови тръби на склад

 

(I) Процес на формоване чрез заваряване

• Сегментирано (скарида талия) заваряване: Включва много-заваряване на секции, включващо ниски изисквания за оборудване и възможност за колена с голям-диаметър. Той обаче има множество заваръчни шевове, лесно се поддава на концентрация, показва слаба устойчивост на корозия, податлив е на течове и има кратък експлоатационен живот.

 

• Заваряване на пресова плоча: Намалява броя на заваръчните шевове и леко подобрява устойчивостта на корозия, но все пак носи рискове при заваряване. Използва се само в малки количества за аварийни или не-критични тръбопроводи.

 

(II) Процес на щамповане

• Студено щамповане: Подходящ за производство с малък-диаметър, тънки-стени и малки-сериди, като предлага ниска цена и прости процеси. Неговите дефекти включват голямо пружиниране, намаляване на дебелината на стените и набръчкване на повърхността.

 

• Топъл печат: Адаптивна за колена с дебели-стени и среден{1}}диаметър, осигуряваща добро качество на формоване. Рискът се крие в лесно окисляване поради неправилна защита от нагряване, което се отразява на производителността.

 

(III) Процес на формоване чрез екструдиране с горещо натискане

• Ядро на процеса: Въз основа на принципа на постоянен обем по време на пластична деформация на метала, дорникът контролира деформацията и компресираният метал във вътрешната дъга тече към зоната на разширяване на диаметъра, за да осигури еднаква дебелина на стената. Колената имат гладък външен вид, висока точност на размерите и могат да се произвеждат непрекъснато на партиди.

 

• Формиране на ключови точки: Тръбната заготовка е в напрегнато състояние на аксиално/радиално натиск и обиколно напрежение, с деформация, концентрирана в корема. Контролирането на температурата на нагряване, скоростта на натискане и параметрите на дорника може да избегне дефекти като неравномерна дебелина на стената, набръчкване и напукване.

 

• Постижения на приложението: Процесът, разработен от Northwest Institute for Nonferrous Metal Research, може да произведе безшевни колена с максимален диаметър φ219, чиято производителност отговаря на ASTM B363-95, решавайки недостатъците на заваряването и щамповането.

 

(IV) Процес на формоване на отливка

• Дефекти: Склонност към порьозност, кухини при свиване и включвания; дебелина на стената, по-голяма или равна на 5 mm, е несъвместима с конвенционалните тръбопроводи; грапавата повърхност увеличава устойчивостта на предаване.

 

• Недостатъци: Устойчивостта на корозия е по-ниска от тази на кована титанова сплав и цената е сравнително висока.

 

(V) Други специални процеси на формоване

• Студено екструдиране: Подходящ за колена с висока-прецизност и малък-диаметър, отличаващ се с добър външен вид, висока точност на размерите и еднаква дебелина на стената. Той има високи изисквания към формите и заготовките за тръби, което води до високи разходи.

 

• Горещо формоване на дорник: Възможност за производство на колена с различни диаметри, реализиращи синхронно разширяване и огъване по време на нагряване и избутване, изискващи последваща топлинна обработка и машинна обработка.

 

• UO метод: Титановите плочи се пресоват във форма, като се фокусира върху колената с голям-диаметър и дебели-стени, подходящи за работни условия, при които не могат да се използват заготовки за тръби.

 

 

(I) Влияние върху механичните свойства

• Заваряване Формоване: Заваръчните шевове са слаби; едрите зърна в засегнатата-засегната от топлина зона водят до намалена производителност; остатъчното напрежение вероятно ще предизвика корозионно напукване под напрежение.

 

• Щамповане Формоване: Втвърдяването при работа води до повишена твърдост и намалена якост; натрупването на пружина при студено щамповане причинява остатъчно напрежение, засягащо структурната стабилност.

 

• Формоване чрез екструдиране с горещо натискане: Равномерната гореща деформация усъвършенства структурата, а топлинната обработка елиминира напрежението, постигайки оптимална механична еднородност. Якостта е същата като тази на основния метал, а степента на удължение е по-голяма или равна на 15%, отговаряйки на изискванията на ключови тръбопроводи.

 

(II) Влияние върху устойчивостта на корозия

• Заваряване: Прекъснатият оксиден филм и дефектите в заваръчните шевове водят до лоша устойчивост на корозия и лесно изтичане на корозия.

 

• Щамповане: Повърхностните дефекти увреждат оксидния филм, утежнявайки локалната корозия.

 

• Горещо пресоване: Защитата от инертен газ предотвратява окисляването, което води до непокътнат оксиден филм и гладка повърхност. Устойчивостта на корозия е същата като тази на основния метал, като се адаптира към силни корозионни работни условия; еднаквата дебелина на стената може да предотврати корозия под напрежение и да удължи експлоатационния живот.

 

(III) Влияние върху стабилността на размерите

• Сегментирано (скарида талия) заваряване: Кумулативни грешки от заваряване на много-секции причиняват неравномерни ъгли и кривини, което затруднява монтажа.

 

• Щамповане Формоване: Еластичното пружиниране води до отклонения в размерите, което изисква оформяне за увеличаване на разходите.

 

• Формоване чрез екструдиране с горещо натискане: Прецизният контрол на формата от дорника гарантира, че толерансите на размерите отговарят на HG/T3651-1999 и ANSI B16.9, с отлична адаптивност на монтажа.

 

 

• Избор на процес

За ключови тръбопроводи, устойчиви на корозия, се предпочитат безшевни колена за екструдиране с горещо натискане.

Студената екструзия се използва за малки-партиди, висока-прецизност и малки-диаметърни колена.

Заваряването на пресовата плоча може да се използва в малки количества за не-критични/спешни сценарии.

Сегментираните (скарида талия) колена за заваряване са забранени.

 

• Оптимизация на производителността

Оптимизирайте параметрите за гореща обработка чрез числена симулация, за да подобрите прецизността.

Надстройте технологията за защита от окисляване.

Интегрирайте формоването и топлинната обработка, за да подобрите качеството и ефективността.

 

• Контрол на качеството

Спазвайте HG/T3651-1999 и внедрявайте пълен контрол на процеса, за да осигурите безопасна работа.

 

Ruihang Group като професионален производител доставя високо{0}}качествен титан и продукти от титанови сплави. За повече подробности, моля, свържете се с нас на имейл:Sam.Rui@bjrh-titanium.com