Productieproces van titanium gelaste buizen stap voor stap uitgelegd

Materiaalscreening en inkomende inspectie

De kwaliteit van een titanium gelaste buis wordt bepaald lang voordat de eerste boog wordt ontstoken. De productie begint met de certificering en verificatie van de binnenkomende titaniumstrip of -rol, die moet worden besteld volgens een erkende specificatie zoals ASTM B265 voor het platte product en uiteindelijk moet worden afgeleverd bij ASTM B337 voor gelaste buizen of ASTM B338 voor gelaste buizen.

Inkomende inspectie voor titanium gelaste buizen omvat normaal gesproken:

Analyse van de chemische samenstellingdoor optische emissie of röntgenfluorescentiespectrometrie, geverifieerd aan de hand van de kwaliteitslimieten voor zuurstof, stikstof, waterstof, ijzer, koolstof en legeringselementen.

Testen van het waterstofgehalte, omdat waterstof boven ruwweg 0,0150% in niet-gelegeerde kwaliteiten hydrideverbrossing veroorzaakt en de impacttaaiheid in de las ernstig vermindert.

Ultrasone of wervelstroomfoutdetectievan de strip om lamineringen, insluitsels, overlappingen en zware aanslag te verwijderen voordat ze de fabriek binnenkomen.

Dimensionale en oppervlaktecontrolesvoor diktetolerantie, randconditie, camber en breedteconsistentie over de volledige spoellengte.

De keuze voor het cijfer ligt in deze fase vast. Graad 1 wordt gekozen voor toepassingen met diep{2}}trekken of lage- temperaturen, Graad 2 voor algemene chemische en maritieme toepassingen, Graad 7 waar reducerende zuren palladiumstabilisatie vereisen en Graad 12 voor licht reducerende chloridestromen.

Buisstaaf- en stripvoorbereiding

Titanium wordt aan de vormlijn geleverd als nauwkeurig gesneden strip, of voor buizen met een zwaardere wand als gesmede, warm-gewalste of koud-koudgetrokken buisblokken. Heet walsen verfijnt de gegoten structuur en sluit de porositeit; koud bewerken met tussentijds gloeien controleert de wanddiktetolerantie en oppervlakteafwerking.

De randen van de strip worden bijgesneden en vierkant gemaakt, waarna de spoel op de exacte ontwikkelde breedte wordt ingesteld die de vormrollen nodig hebben. De temperatuur, de reductie per doorgang en de gloeiatmosfeer worden overal gecontroleerd, omdat de zuurstofopname tijdens het gloeien de interstitiële inhoud verhoogt en de strip verhardt. Elke braam of randscheur die op de strip achterblijft, plant zich voort in de las en komt later naar voren als een lekpad of een plaats waar vermoeidheid begint.

Vormen en longitudinaal lassen

De strip gaat door een progressief rol-vormgedeelte dat het platte product omzet in een doorlopende cilindrische schaal. De voorbereiding van de randen volgt: de randen van de strip worden afgeschuind of afgeschuind zodat de las in een gecontroleerde V- of I-configuratie terechtkomt, en eventuele smeermiddel- of oxidefilm wordt onmiddellijk verwijderd voordat de naad wordt gesloten.

De naad wordt vervolgens in één ononderbroken passage gesloten en gelast, meestal door gaswolfraambooglassen, plasmabooglassen of een hoogfrequente weerstand en inductiereeks voor dunnere wanden. Spiraallassen wordt toegepast daar waar de buisdiameter groot is in verhouding tot de beschikbare stripbreedte. Lijnsnelheid, lasstroom, boogspanning, elektrodegeometrie, beschermgasstroom, lasbadpositie en knijpkracht zijn allemaal vastgelegd op basis van een gekwalificeerde lasprocedurespecificatie, en de draadaanvoersnelheid wordt ingesteld voor de variant met slijtbare elektrode wanneer er vulstof wordt toegevoegd.

Omdat titanium smelt bij ongeveer 1668 graden en gemakkelijk reageert met zuurstof en stikstof uit de lucht boven ongeveer 400 graden, moeten het gesmolten zwembad, de hete lasrups en de koelzone achter de toorts in een inerte atmosfeer blijven totdat het metaal onder die drempel valt. Achterschilden, tegengas op de binnendiameter en volledig gespoelde kamers zijn standaardpraktijk.

Lasatmosfeer en afschermingscontrole

De afschermingskwaliteit is de belangrijkste procesvariabele bij de productie van titanium gelaste buizen. Argon met een zuiverheid van 99,99% of beter wordt zowel als toortsgas als als backinggas gebruikt, waarbij het dauwpunt en het zuurstofgehalte op het gebruikspunt worden gecontroleerd.

Elke onderbreking van de afscherming tijdens het lassen veroorzaakt permanente vervuiling; de betreffende lengte moet worden uitgesneden en opnieuw-gelast in plaats van afgewerkt en geaccepteerd.

Oppervlaktebehandeling, warmtebehandeling en reiniging

Na het lassen wordt de buis mechanisch gereinigd om de oxidehuid, hittetint en lasspatten te verwijderen. Afhankelijk van de soort en de toepassing kan dit het stralen met een straalmiddel, het beitsen in een mengsel van fluorwaterstofzuur en salpeterzuur of heldergloeien in een inerte atmosfeer omvatten. Beitsen herstelt de chemisch actieve passieve laag, maar verwijdert ook metaal. Daarom moeten de badsterkte, de temperatuur en de onderdompelingstijd worden gecontroleerd om binnen de toegestane wanddikte te blijven.

Het op maat maken, rechttrekken en bijsnijden volgen, samen met het afschuinen van de uiteinden. Indien nodig wordt de spanning verlicht in een oven met vacuüm of inerte atmosfeer bij een temperatuur onder de alfa-bèta-transformatie voor de betreffende kwaliteit; voor niet-gelegeerde kwaliteiten wordt dit normaal gesproken onder ongeveer 600 graden gehouden om overmatige graangroei te voorkomen. Gelaste buizen in de-gelaste toestand hebben de voorkeur waar de toepassing dit toelaat, omdat elke thermische cyclus het risico op verontreiniging en vervorming met zich meebrengt.

Inspectie, testen en documentatie

Elke voltooide lengte wordt vóór verzending geïnspecteerd en getest. Het routinematige regime voor titaniumgelaste buizen omvat dimensionale verificatie van de buitendiameter, wanddikte, ovaliteit en haaksheid, visueel onderzoek van interne en externe oppervlakken, hydrostatische of pneumatische druktesten, wervelstroom- of ultrasoon onderzoek van de lasnaad en radiografisch onderzoek waar de specificatie of het eindgebruik dit vereist.

Er worden destructieve tests uitgevoerd op monsters van elke productiepartij: trekproeven om de vloei en ultieme sterkte te bevestigen, afvlakkings- en omgekeerde buigtests om de ductiliteit van de las te bewijzen, en affakkel- of driftexpansietests voor buizen. Corrosietests, hardheidscontroles en een microstructuuronderzoek van de las maken het plaatje compleet voor kritisch gebruik.

Documentatie volgt de pijpleiding van spoel tot krat en omvat normaal gesproken het materiaaltestcertificaat, de lasprocedurespecificaties en kwalificatierecords, kwalificatiecertificaten voor lassers, warmtebehandelingsgrafieken, niet-destructieve testrapporten en het definitieve dimensionale record. De traceerbaarheid wordt gehandhaafd op basis van het warmtenummer en het pijpnummer, zodat elke lengte kan worden herleid tot de striprol.

Veelgestelde vragen

Vraag: Welke normen hebben betrekking op titaniumgelaste buizen en pijpen?
ASTM B337 heeft betrekking op gelaste titanium buizen, ASTM B338 heeft betrekking op naadloze en gelaste titanium buizen voor condensors en warmtewisselaars, en ASTM B265 heeft betrekking op het platte product waaruit de buis is gevormd.

Vraag: Waarom moeten titanium gelaste buizen onder inert gas worden gelast?
Titanium absorbeert zuurstof, stikstof en waterstof bij verhoogde temperatuur en vormt brosse fasen; het afschermen van het lasbad, de lasrups en de koelzone met argon met een hoge-zuiverheid voorkomt vervuiling.

Vraag: Hoe wordt de laskwaliteit visueel beoordeeld?
Een zilveren of lichte strokraal duidt op een correcte afscherming, terwijl diep strokleurig, blauw of grijs progressieve oxidatie vertoont en normaal gesproken zonder verdere reparatie wordt afgewezen.

Vraag: Welke waterstoflimiet is van toepassing op ongelegeerde titaniumbuizen?
Ongelegeerde kwaliteiten specificeren normaal gesproken een maximaal waterstofgehalte van ongeveer 0,0150%, waarboven de vorming van hydriden de taaiheid en slagvastheid vermindert.

Vraag: Is een warmtebehandeling vereist na het lassen?
Niet altijd. Omdat-gelaste buizen worden gebruikt wanneer de toepassing dit toelaat; Als spanningsverlichting is gespecificeerd, wordt deze uitgevoerd in vacuüm of in een inerte atmosfeer, doorgaans onder de transformatietemperatuur voor de kwaliteit.

Vraag: Welke tests worden er op de voltooide buis uitgevoerd?
Dimensionale en visuele inspectie, druktesten, wervelstroom- of ultrasoon lasonderzoek, plus trek-, afvlakkings-, omgekeerde buig- en affakkeltests op partijmonsters.