Casa / Notas Técnicas / Tubo De Titânio
Engenharia De Produto
Tubo de titânio: o que as vantagens realmente comprar você
O tubo de titânio deslocou o aço e o tubo inoxidável em um conjunto específico de tarefas, em vez de em toda a linha. Esta página define o valor real de cada vantagem e onde as mesmas propriedades se transformam em restrições que têm de ser concebidas em torno.
O tubo de titânio ganha em funções específicas, não em toda a linha. Diga-nos o meio, a temperatura e a pressão, e diremos se ganha o seu custo na sua linha. Pergunte sobre o tubo
O tubo de titânio não é um substituto universal para o tubo de aço ou inoxidável. Ganha o seu lugar quando uma ou mais das seis propriedades decidem o resultado. Dois deles — a baixa condutividade térmica e o baixo módulo de elasticidade-são a razão pela qual o titânio é difícil de trabalhar, pelo que são tratados aqui como consequências de concepção e não como vantagens puras.
1. Alta resistência específica
A densidade da liga de titânio é de cerca de 4, 5 g / cm3, sobre 60 % a do aço. A resistência do titânio comercialmente puro aproxima-se da do aço comum, e algumas ligas de titânio de alta resistência excedem muitos aços estruturais de liga.
A consequência é que a resistência específica — resistência dividida pela densidade — é muito mais elevada do que para outros metais estruturais. Os componentes podem ser feitos com alta resistência por unidade de peso, boa rigidez e baixa massa. É por isso que as ligas de titânio aparecem nos componentes do motor da aeronave, na estrutura da fuselagem, nas capas, nos fixadores e no trem de pouso.
2. Força quente
O tubo de titânio mantém a sua resistência a temperaturas centenas de graus acima do limite de alumínio. Pode operar-se continuamente no 450-5003 C gama, e dentro 150-5003 C a resistência específica destas ligas permanece elevada.
O alumínio é o contraste: a sua resistência específica diminui sensivelmente em cerca de 150 C, e seu teto de trabalho está abaixo 200 C. Temperaturas de serviço de liga de titânio atingem 500 C. Para uma aplicação de transferência de calor ou de gás quente nessa banda, o titânio é frequentemente a única opção leve.
3. Resistência à corrosão
Em atmosferas húmidas e na água do mar, a liga de titânio tem um desempenho muito melhor do que o aço inoxidável. A sua resistência à corrosão por corrosão, ao ataque de ácido e à corrosão sob tensão é particularmente forte e lida bem com álcalis, cloretos, compostos orgânicos de cloro, ácido nítrico e ácido sulfúrico.
Indique o limite com a vantagem. A resistência de corrosão do titânio é pobre nos meios que se reduzem no caráter, e nos meios do cromato-sal. Um tubo de titânio especificado com base na intensidade do seu desempenho na água do mar não é automaticamente a escolha certa numa corrente de ácido redutora.
4. Desempenho criogénico
A liga de titânio mantém as suas propriedades mecânicas a temperaturas baixas e muito baixas. Notas com conteúdo intersticial muito baixo, tais como TA7, ainda mantêm ductilidade útil em -2537c.
Isso faz da liga de titânio um material estrutural criogênico estabelecido, não apenas resistente à corrosão. Quando um tubo tem de sobreviver tanto a uma corrente de processo criogénico como a uma corrente agressiva, o titânio é um dos poucos materiais que cobre ambos.
5. Elevada reactividade química
O titânio reage fortemente com oxigénio, azoto, hidrogénio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de água e amoníaco à temperatura. Estas reacções são a razão das práticas de fusão e soldadura utilizadas em toda a indústria e estabelecem os limites de trabalho:
- Acima 0.2 % carbono duro TiC partículas se formam na liga.
- A uma temperatura elevada, a reacção com azoto forma uma Estanho camada superficial.
- Acima sobre 600 C, o titânio absorve oxigênio e forma um caso duro e profundamente afetado.
- À medida que o teor de hidrogénio aumenta, forma-se uma camada fragilizada.
A afinidade química do titânio também o torna propenso à adesão às superfícies contra as quais esfrega — um contribuinte direto para o comportamento de desgaste descrito abaixo.
6. Baixa condutividade térmica e baixo módulo de elasticidade — as duas restrições
Estes são geralmente listados como vantagens. Na oficina, são as duas propriedades que tornam o tubo de titânio mais difícil de produzir do que o aço ou o aço inoxidável que substitui, e merecem ser lidos dessa forma.
O o módulo de elasticidade é aproximadamente metade do do aço. O material é, portanto, menos rígido e mais propenso a deflexão, o que o torna uma má escolha para hastes delgadas e secções de paredes finas e causa dificuldade em manter a tolerância. Springback durante o corte é grave: a peça de trabalho retorna aproximadamente duas a três vezes tanto quanto o aço inoxidável, que produz fricção pesada, aderência e desgaste das arestas no flanco da ferramenta.
A baixa condutividade térmica compostos isso. O calor de corte não pode escapar para a cavilha e para a peça de trabalho de forma eficaz, pelo que se concentra na aresta de corte e acelera o desgaste da ferramenta. Juntos, o baixo módulo e a baixa condutividade definem a janela de processo para a usinagem do tubo de titânio — e é por isso que o tubo de titânio é cotado em uma rota de processo, e não apenas no preço do material.
Escolha entre o tubo de titânio e as alternativas
| Requisito | Por que o tubo de titânio é selecionado |
|---|---|
| Redução de peso à temperatura | Resistência específica mantida a 500 C, em que o alumínio já perdeu a sua vantagem |
| Serviço de água do mar e cloreto | Muito melhor do que o aço inoxidável em meios húmidos e marinhos; forte contra corrosão por pites e por tensão |
| Direitos criogénicos | Os graus de baixo interstício mantêm a ductilidade a -253 C |
| Corrosão mais baixo peso juntos | Poucos materiais combinam ambos; o tubo de titânio e o alumínio diferem em cerca de dois terços em peso, mas muito mais em capacidade |
| Ácidos redutores ou meios de cromato | Não é a escolha certa-verifique a química antes de especificar |
Envie o dever-temperatura, meio, pressão, e a escala do tamanho — e nós confirmaremos a categoria e a espessura de parede que a cabe.
FAQ
Perguntas frequentes
Qual é a vantagem de resistência específica do tubo de titânio declarada simplesmente?
A densidade da liga de titânio é de cerca de 4,5 g / cm3, cerca de 60% do aço, enquanto o titânio comercialmente puro se aproxima do aço comum em resistência e algumas ligas excedem muitos aços estruturais de liga. A resistência específica-a resistência dividida pela densidade-é, por conseguinte, muito mais elevada, o que permite que os componentes mais leves estejam no mesmo serviço.
A que temperatura pode ser utilizado o tubo de titânio?
A liga de titânio pode funcionar continuamente na gama 450-500 C e mantém uma elevada resistência específica em 150-500 C. O alumínio perde visivelmente uma resistência específica em cerca de 150 C e tem um limite máximo de trabalho inferior a 200 C.
O tubo de titânio é resistente a todos os meios corrosivos?
Não. Tem um desempenho muito melhor do que o inoxidável em atmosferas húmidas e água do mar e é forte contra corrosão por corrosão, ataque de ácido e corrosão sob tensão, e lida bem com álcalis, cloretos, compostos orgânicos de cloro, ácido nítrico e ácido sulfúrico. Mas a resistência é fraca nos meios de redução e nos meios de cromato-sal, pelo que a química específica tem de ser verificada antes de o material ser seleccionado.
Por que o titânio é difícil de usinar se suas propriedades são tão boas?
Duas das vantagens são também as dificuldades. O módulo de elasticidade é cerca de metade do do aço, de modo que a peça se desvia e o springback durante o corte é aproximadamente duas a três vezes maior do que o do aço inoxidável, causando aderência e desgaste das bordas. A condutividade térmica é baixa, portanto, o corte de calor concentra-se na borda em vez de sair com o chip.
O que acontece se o titânio for demasiado aquecido?
Reage prontamente com oxigénio, azoto, hidrogénio e gases contendo carbono. Acima de cerca de 600 C, absorve oxigénio e forma uma caixa de superfície dura. Acima de 0,2% de carbono, formam-se Tic duros na liga; a reacção com azoto produz uma camada de estanho duro; e o aumento do teor de hidrogénio cria uma camada fragilizada. Estas reacções são a razão pela qual a prática controlada de fusão e soldadura é essencial.
O tubo de titânio pode ser utilizado em serviços criogénicos?
Sim. Os graus de baixo interstício, como o TA7, retêm a ductilidade útil a -253 c, razão pela qual a liga de titânio é tratada como material estrutural criogénico e resistente à corrosão. Se um fluxo é criogênico e agressivo, o titânio é um dos poucos materiais que cobre ambos.
Como devo especificar o tubo de titânio para um projecto?
Dê-nos o dever: temperatura do serviço, meio e química, pressão, e a escala exigida do tamanho que inclui a espessura de parede. Confirmaremos o grau e o muro contra as condições reais, e onde a química exclui o titânio, diremos isso em vez de citá-lo.
Pergunte sobre o tubo de titânio
Enviar o desenho com a nota e a especificação aplicável. Vamos confirmar o material formulário, a rota do processo, o plano de inspeção e uma data por escrito com a cotação.