Vätgasinnehållskontroll, Värmebehandlingsprocess Essentials Of Titanium Pipe Fittings

Väte är kärnan i skadlig förorening som begränsar servicetillförlitlighetenrördelar av titan. Överdriven väteabsorption bildar lätt skör titanhydrid, vilket inducerar sprickbildning av vätesprödhet. Värmebehandling är nyckelprocessen för att reglera rörens metallografiska struktur, ta bort överskott av väte och balansera mekaniska egenskaper.

 

 

1. Skada orsakad av för mycket väte

Titan absorberar lätt väte vid temperaturer över 300 grader. Övermättat väte fälls ut som spröd titanhydrid, som expanderar i volym och genererar inre spänningar, vilket leder till mikrosprickor på innerväggen, svetsar och spänningszoner, och i slutändan orsakar väteförsprödningsbrott.

 

Kontrollgränser för vätehalt: industriellt titan/Gr5: Mindre än eller lika med 0,015 viktprocent; rördelar för flygindustrin: Mindre än eller lika med 0,010 viktprocent; väteenergi och djupa-titanrör: Mindre än eller lika med 0,008 viktprocent.

 

2. Källkontroll av väteabsorption i hela processen

• Råvarukontroll: Använd vakuumförbrukbara bågsmältningsämnen, -inspektera vätehalten i inkommande material på nytt och kontrollera strikt vattenfläckar, oljefläckar och rost på råmaterial för att blockera primärt väte vid källan.
• Skydd under formning och bearbetning

Betning: Byt till en formel med salpetersyra-låg fluorvätesyra, förkorta blötläggningstiden och tvätta och torka helt efter betningen för att förhindra kvarvarande syra{1}}inducerad vätepermeation.

Valsning och kalldragning: Använd vätefri-smörjolja, kontrollera noggrant bearbetningsbulor och repor för att undvika skador på titanskyddsfilmen och efterföljande väteabsorption.

• Fuktkontroll under värmebehandling: Torka ugnskroppen och se till att den är lufttät; innehållet av vattenånga och syre i argonugnen ska vara mindre än eller lika med 10 ppm. Avfetta arbetsstycken med aceton och vattenfri etanol och förbjud användningen av halogenerade kolväten och metanol för att undvika väteutveckling vid upphettning.

 

3. Avhjälpande åtgärder för överskott av väte

• Vakuumhög-temperaturglödgningsdehydrering används för titanrör med överskott av väte: under ett vakuum av<0.066 Pa, hold at 540–760°C for 2–4 hours followed by furnace slow cooling.
• Hög temperatur främjar vätediffusion och utfällning för att uppfylla standarden, vilket är en vanlig omarbetningsmetod för flygrör av titan.

 

 

1. Kommersiellt rent titan Gr1 och Gr2

• Avspänningsglödgning: Håll vid 520–580 grader i 60–120 minuter, följt av vakuum/argon långsam kylning. Det eliminerar kvarvarande bearbetningsspänning, undviker spänningskorrosion-inducerad väteabsorptionssprickning, bibehåller styrka och precision och används för kemikalie- och vattenförsörjning och dräneringsledningar.
• Full glödgning: Håll vid 650–720 grader i 90–180 minuter följt av ugnskylning. Det eliminerar arbetshärdning, förfinar likaxliga korn, förbättrar plasticiteten, underlättar rörböjning och utvidgning och tar för övrigt bort spårabsorberat väte.

 

2. Gr5 Titanium Alloy

• Konventionell fullglödgning: Håll vid 800–850 grader i 1–2 timmar följt av luftkylning för att erhålla en likaxlig + fin mikrostruktur med balanserad styrka och seghet och motståndskraft mot väteförsprödning, mestadels används för olje- och gas- och värmeväxlingsrörledningar.
• Lösningsbehandling och åldrande: Lösningsbehandling vid 920–950 grader följt av vattensläckning, sedan åldring vid 480–530 grader i 3–5 timmar, med en styrka som överstiger 900 MPa. Vakuumugnsbehandling uppnår samtidig förstärkning och vätekontroll/dehydrering.
• Dubbel glödgning: Luftkylning vid 920 grader + hållning och långsam kylning vid 700 grader, vilket hämmar hydridbildning och är lämpligt för djup-havs- och väteenergi högtrycksrörkopplingar-.

 

3. Förebyggande av oxidation och väteabsorption under värmebehandling

• Prioritera vakuumvärmebehandling över 540 grader; vanliga luftugnar används endast för låg-rör och oxidskiktet måste avlägsnas genom bearbetning efteråt.
• Kolstål får inte blandas i ugnen för att undvika galvanisk korrosion och väteabsorptionsförsprödning av titanmaterial orsakade av järnföroreningar.

 

 

1. Mekaniska egenskaper

• Draghållfastheten för rent titan är 350–500 MPa, och den för glödgade Gr5 är 830–900 MPa, med en densitet som endast är 60 % av stål, vilket möjliggör lätta rör. Åldrad Gr5 har en styrka som överstiger 1000 MPa, lämplig för flygledningar med högt-tryck.
• Titanrör med kvalificerad vätehalt och standardiserad glödgning har en töjningshastighet på större än eller lika med 15 %, vilket underlättar kallböjning; den finkorniga-strukturen ger utmattningsmotstånd, lämplig för värmeväxlare. För mycket väte kommer avsevärt att minska plasticiteten och orsaka lätt sprickbildning under rörböjning.

 

2. Korrosions- och vätebeständighet

• Ytans passiva TiO₂-film är resistent mot syra-, alkali- och havsvattenkorrosion, med en livslängd som är 5–10 gånger så lång som kolstål. En intakt passiv film kan blockera vätepenetration.
• Vätehalt Mindre än eller lika med 0,015 % kan undvika normal temperatur och väteförsprödning med medel-lågt tryck; överskott av väte är benäget att ackumuleras och bilda hydrider under spänningskorrosion, vilket resulterar i plötslig spröd fraktur. Höga-djupa-vatten- och vätgasledningar kräver strikt kontroll av väteinnehållet.

 

3. Fysiska egenskaper

Icke-magnetisk, låg termisk expansionskoefficient, stabil mikrostruktur vid 350 grader hög temperatur och god seghet vid låg-temperatur, lämplig för kryogena specialrörledningar.

 

 

För mer information om titaiumrör, skicka ett meddelande till oss på e-post:Sam.Rui@bjrh-titanium.com