تحليل عمليات التشكيل والأداء الميكانيكي لأكواع سبائك التيتانيوم

سبائك التيتانيومتعد جودة تشكيل الكوع أمرًا بالغ الأهمية لسلامة نظام خطوط الأنابيب والموثوقية وعمر الخدمة. إن قوة الإنتاج العالية، ونسبة الإنتاج الكبيرة، ونطاق تشوه البلاستيك الضيق، وحساسية درجة الحرارة العالية - للتلوث بالأكسجين، والنيتروجين، والهيدروجين، تحد من عمليات التشكيل التقليدية.

 

 

 

أنابيب التيتانيوم والتيتانيوم في الأوراق المالية

 

(ط) عملية تشكيل اللحام

• اللحام المجزأ (خصر الجمبري).: يتضمن لحامًا متعدد-أقسام، ويتميز بمتطلبات منخفضة من المعدات وقدرة على استخدام أكواع ذات أقطار كبيرة-. ومع ذلك، فهي تحتوي على العديد من طبقات اللحام، ومن السهل التركيز على التركيز، وتظهر مقاومة ضعيفة للتآكل، وتكون عرضة للتسرب، ولها عمر خدمة قصير.

 

• اضغط على لحام اللوحة: يقلل من عدد طبقات اللحام ويحسن مقاومة التآكل قليلاً ولكنه لا يزال يحمل مخاطر اللحام. يتم استخدامه فقط بكميات صغيرة لخطوط الأنابيب في حالات الطوارئ أو-غير الحرجة.

 

(ثانيا) عملية تشكيل الختم

• ختم بارد: مناسب لإنتاج الدفعات الصغيرة-ذات القطر والجدران-الرفيعة والصغيرة-، مما يوفر تكلفة منخفضة وعمليات بسيطة. وتشمل عيوبه كبر حجم الزنبرك، وتقليل سمك الجدار، وتجاعيد السطح.

 

• ختم ساخن: قابلة للتكيف مع الأكواع السميكة ذات الجدران-والمتوسطة-القطر، مما يضمن جودة تشكيل جيدة. ويكمن الخطر في سهولة الأكسدة بسبب الحماية الحرارية غير المناسبة، مما يؤثر على الأداء.

 

(ثالثًا) عملية التشكيل بالبثق بالدفع الساخن

• جوهر العملية: استنادًا إلى مبدأ الحجم الثابت أثناء تشوه البلاستيك المعدني، يتحكم الشياق في التشوه، ويتدفق المعدن المضغوط في القوس الداخلي إلى منطقة توسيع القطر لضمان سمك الجدار الموحد. تتميز الأكواع بمظهر أملس، ودقة أبعاد عالية، ويمكن إنتاجها بشكل مستمر على دفعات.

 

• تشكيل النقاط الرئيسية: يكون الأنبوب الفارغ في حالة إجهاد من الضغط المحوري/القطري والتوتر المحيطي، مع تركز التشوه في البطن. إن التحكم في درجة حرارة التسخين، وسرعة الدفع، ومعلمات الشياق يمكن أن يتجنب العيوب مثل سمك الجدار غير المتساوي، والتجاعيد، والتشقق.

 

• إنجازات التطبيق: يمكن للعملية التي طورها معهد Northwest لأبحاث المعادن غير الحديدية إنتاج أكواع غير ملحومة بقطر أقصى يبلغ φ219، ويتوافق أداؤها مع ASTM B363-95، مما يحل عيوب اللحام وتشكيل الختم.

 

(رابعا) عملية تشكيل الصب

• العيوب: عرضة للمسامية، والانكماش، والتجاويف، والشوائب؛ سمك الجدار أكبر من أو يساوي 5 مم غير متوافق مع خطوط الأنابيب التقليدية؛ السطح الخشن يزيد من مقاومة الإرسال.

 

• أوجه القصور: مقاومة التآكل أقل شأنا من مقاومة سبائك التيتانيوم المطاوع، والتكلفة مرتفعة نسبيا.

 

(V) عمليات التشكيل الخاصة الأخرى

• النتوء البارد: مناسب للأكواع-عالية الدقة وذات القطر-الصغير، وتتميز بمظهر جيد ودقة أبعاد عالية وسمك جدار موحد. لديها متطلبات عالية للقوالب وفراغات الأنابيب، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف.

 

• مغزل تشكيل الساخنة: قادرة على إنتاج أكواع بأقطار مختلفة، وتحقيق التمدد والانحناء المتزامن أثناء التسخين والدفع، مما يتطلب معالجة حرارية وتصنيع آلي لاحق.

 

• طريقة يو: يتم ضغط صفائح التيتانيوم لتشكيلها، مع التركيز على الأكواع ذات الجدران الكبيرة-والسميكة-، المناسبة لظروف العمل حيث لا يمكن استخدام فراغات الأنابيب.

 

 

(ط) التأثير على الخواص الميكانيكية

• تشكيل اللحام: طبقات اللحام ضعيفة. تؤدي الحبوب الخشنة الموجودة في المنطقة -المتأثرة بالحرارة إلى انخفاض الأداء؛ من المرجح أن يؤدي الإجهاد المتبقي إلى تكسير التآكل الإجهادي.

 

• تشكيل الختم: يؤدي تصلب العمل إلى زيادة الصلابة وانخفاض الصلابة. يؤدي تراكم الزنبرك في الختم البارد إلى إجهاد متبقي، مما يؤثر على الاستقرار الهيكلي.

 

• تشكيل البثق بالدفع الساخن: يعمل التشوه الساخن الموحد على تحسين الهيكل، وتزيل المعالجة الحرارية الإجهاد، مما يحقق التوحيد الميكانيكي الأمثل. القوة هي نفس قوة المعدن الأساسي، ومعدل الاستطالة أكبر من أو يساوي 15%، مما يلبي متطلبات خطوط الأنابيب الرئيسية.

 

(ثانيا) التأثير على مقاومة التآكل

• لحام: تؤدي طبقة الأكسيد المتقطعة والعيوب في طبقات اللحام إلى ضعف مقاومة التآكل وسهولة تسرب التآكل.

 

• ختم: تؤدي عيوب السطح إلى إتلاف طبقة الأكسيد، مما يؤدي إلى تفاقم التآكل الموضعي.

 

• قذف الدفع الساخن: حماية الغاز الخامل تمنع الأكسدة، مما يؤدي إلى طبقة أكسيد سليمة وسطح أملس. مقاومة التآكل هي نفس مقاومة المعدن الأساسي، وتتكيف مع ظروف العمل القوية للتآكل؛ سمك الجدار الموحد يمكن أن يمنع التآكل الناتج عن الإجهاد ويطيل عمر الخدمة.

 

(ثالثا) التأثير على استقرار الأبعاد

• اللحام المجزأ (خصر الجمبري).: الأخطاء التراكمية الناتجة عن اللحام متعدد الأقسام-تسبب زوايا وانحناءات غير متساوية، مما يجعل التثبيت صعبًا.

 

• تشكيل الختم: يؤدي الارتداد المرن إلى انحرافات الأبعاد، مما يتطلب تشكيلًا لزيادة التكاليف.

 

• تشكيل البثق بالدفع الساخن: يضمن التحكم الدقيق في الشكل بواسطة الشياق أن تفاوتات الأبعاد تتوافق مع HG/T3651-1999 وANSI B16.9، مع قدرة ممتازة على التكيف مع التركيب.

 

 

• اختيار العملية

بالنسبة لخطوط الأنابيب المقاومة للتآكل-المفاتيح، يُفضل استخدام الأكواع غير الملحومة بالبثق بالدفع الساخن.

يتم استخدام البثق البارد للأكواع الصغيرة-ذات الدقة العالية-والقطر-الصغير.

يمكن استخدام لحام الألواح بالضغط بكميات صغيرة في السيناريوهات-غير الحرجة/الطارئة.

يحظر أكواع اللحام المجزأة (خصر الروبيان).

 

• تحسين الأداء

تحسين معلمات العمل الساخنة من خلال المحاكاة الرقمية لتحسين الدقة.

ترقية تكنولوجيا حماية الأكسدة.

دمج التشكيل والمعالجة الحرارية لتعزيز الجودة والكفاءة.

 

• ضبط الجودة

الالتزام بـ HG/T3651-1999 وتنفيذ التحكم الكامل في العملية لضمان التشغيل الآمن.

 

تقوم مجموعة Ruihang، باعتبارها شركة مصنعة محترفة، بتوريد منتجات التيتانيوم وسبائك التيتانيوم-عالية الجودة. لمزيد من التفاصيل يرجى التواصل معنا عبر البريد الإلكتروني:Sam.Rui@bjrh-titanium.com