30 cm pikkustena tarnitav titaantoru annab tootjatele mugava lõikepikkuse väljalaskekollektorite, vihmaveetorude, rõhu- või laadimisõhutorude ja veetorude ehitamiseks. Titaan, mille tihedus on vaid umbes 4,51 g/cm³ - ligikaudu 57% terase - omast, vähendab järsult süsteemi kaalu, säilitades samal ajal korrosioonikindluse ja kõrgendatud -temperatuuritugevuse, mis muudab selle praktiliseks asendajaks raskematele roostevaba terase klassidele.
3. klassi titaantoru pikkusega 30 cm
3. klass on legeerimata (kaubanduslikult puhas) titaan, mille hapnikusisaldus on teadlikult kõrgem kui klassidel 1 ja 2, mis suurendab selle tugevust, säilitades samal ajal kaubanduslikult puhta perekonna suurepärase vormitavuse ja keevitatavuse. Selle UNS-i tähis on R50550 ja torud tarnitakse tavaliselt ASTM B338-le (ASME SB338), mis on kondensaatorite ja soojusvahetite õmblusteta ja keevitatud titaanist ja titaanisulamist torude spetsifikatsioon; titaantoru üldhoolduseks on kaetud ASTM B861 ja B862 standarditega.
30 cm pikkus on töökojale sobiv-formaat: piisavalt pikk poolitükkide, üleminekute, äärikute ja paindeosade jaoks ning piisavalt lühike, et vähendada lõikejääki. Tavaliselt tarnitakse torusid keevitatud või lõõmutatud olekus, olenevalt nõudest kas marineeritud, heleda või liivapritsiga töödeldud ning iga detaili saab märgistada soojusnumbriga, nii et veski sertifikaat jääb jälgitavaks kuni valmiskoostuni.
Miks 3. klass ületab heitgaaside teeninduses madalamaid hindu?
Väljalaskesüsteemid, vihmatorud, vahejahuti ahelad ja võimendustorud näevad kombinatsiooni kuumusest, termilisest tsüklist, kondensaathapetest, teesoolast ja mehaanilisest vibratsioonist. Roostevaba teras saab koormaga hakkama, kuid kaalutrahviga; legeerimata titaan talub seda peaaegu poole väiksema massiga ning on paremini vastupidav kloriididele ja happelisele kondensaadile. Madala hapnikusisaldusega 1. klassi titaan on perekonna pehmeim ja vormitavam ning kaotab kõrgel temperatuuril kiiremini tugevust, mistõttu sellest valmistatud osad on altimad deformatsioonile ja hiilivad heitgaasi kuumadesse, toestamata osadesse.
3. klassi tõmbe- ja voolavuspiir on kõrgem kui 1. või 2. klass ning see säilitab kasutatava tugevuse ka kõrgematel temperatuuridel. Titaani pideva kuuma õhu töös on tavaliselt piiratud umbes 600 kraadi, kuna oksüdatsioon kiireneb sellest tasemest kõrgemal ja hapniku omastamine muudab pinna rabedaks, nii et kuumemini töötavad päiseosad on tavaliselt projekteeritud kuumavarje, paksemate seinte või erineva sulamiga. Tavalise väljatõmbe- või õhusüsteemi tööpiirkonnas on 3. klass insenertehniliselt hea valik ja selle madal soojuspaisumine (umbes 8,6 µm/m·K) vähendab termilist pinget, mis põhjustab keevisõmblustes ja riputuspunktides pragude tekkimist.
Mõõtmed, seina paksus ja mehaanilised omadused
Titaantoru toodetakse mitmesuguste välisläbimõõtudega. Heitgaasi-, õhu- ja veetorude puhul on töövahemik umbes 51 mm kuni 102 mm välisläbimõõt kõige levinum ning nende suuruste puhul kasutatakse sageli 1,2 mm paksust seinapaksust: kombinatsioon on torustiku jaoks piisavalt jäik ja vastupidav maantee- ja võistlusrakendustes nähtud heitgaasi temperatuuridel. Kondensaatorite, jahutite ja mõõteriistade jaoks kasutatakse väiksemat läbimõõtu kuni 6 mm, suuremat läbimõõtu aga mere- ja keemiatorustike jaoks.
| Parameeter | Tarnevahemik |
|---|---|
| Materjal | 3. klassi titaan (UNS R50550) |
| Välisläbimõõt | Erinevad; 51–102 mm levinud väljatõmbe- ja õhutorude puhul |
| Seina paksus | Erinevad; 1,2 mm tüüpiline 51–102 mm OD |
| Pikkus | 30 cm |
| Vorm | Sirge, õmblusteta või keevitatud toru |
| Pind | Marineeritud, erksa lõõmutatud või keevitatud |
| Tolerantsus | ASTM B338 / ASME SB338 järgi |
Seina paksus tuleks valida pigem rõhuvajaduse kui harjumuse järgi. Kuna titaan on kaaluühiku kohta ligikaudu 1,7 korda tugevam kui austeniitse roostevaba teras võrreldavates tingimustes, võib õhem titaansein sageli asendada raskema roostevaba seina; see on koht, kus väljatõmbe- või täiteõhutoru kaalusääst tegelikult teenitakse. Kui toru on aga klambriga kinnitatud, on kokkuvarisemistakistus oluline, seega tuleb enne seina paksuse liigset vähendamist kontrollida laagri- ja vibratsioonikoormust.
Allolevas tabelis on toodud legeerimata titaantorude klasside jaoks nõutavad minimaalsed mehaanilised omadused koos projekteerimisarvutustes kasutatud füüsikaliste konstantidega.
| Kinnisvara | 1. klass | 2. klass | 3. klass | 4. klass |
|---|---|---|---|---|
| Tõmbetugevus (MPa, min) | 240 | 345 | 450 | 550 |
| Voolutugevus 0,2% (MPa, min) | 170 | 275 | 380 | 485 |
| Pikendus (%, min) | 24 | 20 | 18 | 15 |
| Hapnikusisaldus (%, max) | 0.18 | 0.25 | 0.35 | 0.40 |
Tihedus: umbes 4,51 g/cm³
Sulamistemperatuur: umbes 1668 kraadi
Elastsusmoodul: umbes 105 GPa
Soojusjuhtivus: umbes 17 W/m·K
Soojuspaisumistegur: umbes 8,6 µm/m·K
Valmistamine: lõikamine, painutamine ja keevitamine
Titaan lõikab puhtalt karbiidtööriistade, abrasiivsete rataste või veejoaga; Lintsae- ja treipingitöödel tuleks kasutada aeglast kiirust, rikkalikku jahutusvedelikku ja teravaid spetsiaalseid tööriistu. Tootjad peavad hoidma titaani rauasaastest eemal: terasharjad, terasest pingid, süsinikterasest lihvimistolm ja klooritud lahustid põhjustavad pinna saastumist, mis võib põhjustada hüdreerumist ja pragunemist, nii et spetsiaalsed tööriistad ja puhtad tööalad on tavapraktika.
Külmpainutamine on otstarbekas õhukeseseinalise -seinaga toru puhul, millel on südamikpainutaja, mille keskjoone raadiused hoitakse tavaliselt vähemalt kahe kuni kolme toru läbimõõduga, et vältida kortsumist ja ovaalsust, ning pinget leevendavat lõõmutamist, mida kasutatakse kitsastes paindes või tugevalt külmas{2}}töödeldud osades. Keevitamine toimub tavaliselt gaas-volframkaarkeevitusega, millel on tagakilp ja täielikult puhastatud argooniga täidetud ava; keevisvann ja jahutusmetall peavad jääma varjestatud, kuni nende temperatuur on alla umbes 400 kraadi, sest hapniku ja lämmastiku kogumine muudab titaankeevismetalli rabedaks ja tuhmhalliks või siniseks. Puhtad, säravad hõbedased keevisõmblused näitavad õiget varjestust.
Kuna titaan on sälk{0}}tundlik, tuleks liitekohad kujundada sujuvate üleminekutega ning vibratsiooni vähendamiseks tuleks paigaldada riidepuud, klambrid ja painduvad sektsioonid. Kui titaanist süsteem asendab terast, tuleb tavaliselt tugede vahe{2}}kontrollida, kuna tulemasin toru reageerib resonantsile erinevalt.
Kvaliteedikontrolli ja tellimise kontrollnimekiri
Iga 30 cm pikkuste 3. klassi torude saadetis peab saabuma koos veski sertifikaadiga, milles on märgitud klass, kuumusarv, keemilise analüüsi ja mehaaniliste katsete tulemused ning viide ASTM B338 või ASME SB338, kui taotlus seda nõuab. Ostjad peaksid kinnitama joonise välisläbimõõtu ja seina paksust, kontrollima pikkust ja sirgust ning kontrollima, kas pinda ei ole, pragusid, sügavaid kriimustusi või rauaga saastumist. Hüdrostaatiline või pöörisvoolu-katse on ette nähtud surve- ja soojusvahetirakenduste jaoks ning mittepurustavate kontrollide dokumente tuleks säilitada koos materjalisertifikaadiga.
Korduvate tellimuste puhul hoiab tarne järjepidevat lihtsa kontroll-loendi abil: klass ja UNS-i number, välisläbimõõt, seina paksus ja tolerants, pikkus, pinnaviimistlus ja puhtus, katsesertifikaadid, märgistus ja jälgitavus ning pakend, mis kaitseb toruotsi transpordi ajal. Titaanist väljalaskesüsteeme ehitavad ostjad peaksid samuti eelnevalt otsustama, kas toru lõigatakse ja painutatakse käsitsi töökojas või tarnitakse eelnevalt vormitud poolidena, kuna see otsus määrab painderaadiused, tolerantsid ja veskilt nõutavad dokumendid.
KKK: 3. klassi titaantoru
K: Milleks tavaliselt kasutatakse 3. klassi titaantoru?
3. klassi toru kasutatakse väljalaskekollektorite, laskumistorude, rõhu- ja laadimisõhu torude, vahejahuti ahelate ja veetorude jaoks, kus on vaja kerget kaalu, kloriidikindlust ja kõrgendatud temperatuuri tugevust{1}}.
K: Miks valida klass 3, mitte klass 1 või klass 2?
Klass 3 sisaldab rohkem hapnikku, seega on see tugevam ja vastupidavam deformatsioonile temperatuuril kui klass 1 ja 2, säilitades samal ajal hea vormitavuse ja keevitatavuse torude ja heitgaaside valmistamisel.
K: Mida ostab 30 cm pikkus tootjale?
30 cm lõikepikkus katab pooli tükid, üleminekud, äärikujupid ja paindeosad vähese lõikejääkidega ning seda on lihtne käsitseda, hoiustada ja väikestes kogustes transportida.
K: Millised standardid kehtivad titaantorule?
Titaantoru on tavaliselt ette nähtud ASTM B338 või ASME SB338 kondensaatorite ja soojusvahetite jaoks, ASTM B861 ja B862 katab titaantoru üldiseks kasutamiseks.
K: Kuidas tuleks titaantoru keevitada?
Kasutage argoonvarjestuse ja puhastatud avaga gaasvolframkaarkeevitust, kaitstes keevisõmblust, kuni see jahtub alla umbes 400 kraadi, ja kinnitage varjestuse kvaliteeti valmis keevisõmbluse ereda hõbedase värviga.
K: Millised dokumendid peaksid titaantoru tellimusega kaasas olema?
Veski sertifikaat klassi, kuumuse numbri, keemilise analüüsi ja mehaaniliste omadustega, mõõtmete ja pinnakontrolli andmed ning hüdrostaatiliste või pööris{0}}katsete tulemused, kui rakendus seda nõuab.