钛及钛合金直缝焊管(简称“钛焊管”)是将钛及钛合金卷带材或宽幅板材经卷曲轧制成管形后焊接而成。美国的钛合号主要有Gr.1、Gr.2和Gr.12 等,国内的钛合号主要有TA1、TA2 和TA10 等。
钛焊管的生产工艺流程如下:钛带开卷→剪切对焊→活套储料→钛带清洗→管形成型→焊接→焊缝涡流探伤→预定径→在线退火→精定径/矫直→涡流探伤→激光测径→在线喷码→定尺切割→超声波探伤→精定尺/平头→气密性试验→成品检验→包装入库。
TC4钛合金材料的优异性能
钛合金抗蚀性能优异,密度小,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好,在航空、航天、汽车、造船、能源等行业具有广泛的应用前景。钛的优良耐蚀性及良好的比强度,GR11钛管,使钛管比其他传统金属材料管件制作的产品更薄,换热效果更好。
TC4钛合金是目前应用最广泛的钛合金之一,它的强度高,耐蚀性好,但目前国内外无缝钛管市场上很难见到TC4材质的无缝钛管。TC4钛材主要以板材为主,市场上的TC4管材以热挤压或斜穿孔等方法生产的高强度厚壁管为主。
造成目前这种现状的主要原因是TC4钛合金的强度高,冷轧成形难度大。为解决TC4无缝管冷轧成形的关键技术,校企联合进行了系列研究。如采用直接冷轧成形工艺生产高强度钛合金管材,GR11钛管采购,不仅大大降低生产成本,同时可满足对钛合金高性能应用场合的要求。
管材内表面微裂纹处理
在TA180-小规格厚壁管材冷轧加工过程中,内外表面易产生微裂纹。对于外表面的微裂纹通常采用打磨、刮修方法去除,效果十分理想;对于内表面的微裂纹,目前在工业化生产过程中,内孔大于13mm的主要采用镗孔方式去除,内孔小于13mm的一般不再做处理,故内表面质量控制有一定难度。
结论
(1)轧制小规格厚壁TA18钛合金管时,GR11钛管公司,两辊开坯轧制的变形量选定在39%,管材的内外表面质量较好。
(2)三辊冷轧小规格厚壁TA18钛合金管时,Q值不宜超过0.87,这样可以保证管材内表面质量较好,无裂纹产生。考虑强度和塑性的良好匹配,三辊轧制的变形量选定在30%,能够得到较好的力学性能和显微组织。
(3)在TA18钛合金管材轧制过程中,GR11钛管生产厂家,每进行1~2个道次的轧制,就进行除油、酸洗、退火、矫直处理,再用喷砂 酸洗方法去除内表面裂纹。采取这种措施可使成品管材的探伤合格率提高到35%~40%。
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