A ellir defnyddio pibell wedi'i weldio â thitaniwm gr5 ar dymheredd isel?
Apr 02, 2024
Yr ateb byr yw ydy, gyda chymwysterau sydd o bwys. Mae gradd 5, yr aloi Ti-6Al-4V, yn cadw caledwch defnyddiol ar dymheredd isel oherwydd bod gan ditaniwm strwythur hecsagonol llawn hecsagon ac nid yw'n dangos y trawsnewidiad miniog hydwyth i frau y mae dur ferritig yn ei wneud. Nid yr hyn sy'n cyfyngu ar bibell Gradd 5 wedi'i weldio mewn gwasanaeth oer yw'r rhiant-fetel ond y weldiad a'r cynnwys rhyngosodol o'i amgylch.
Beth Mae Tymheredd Isel yn ei Wneud i Titaniwm
Wrth i'r tymheredd ostwng, mae titaniwm yn ennill cryfder ac anystwythder wrth golli rhywfaint o hydwythedd. Cryfder tynnol ar dymheredd nitrogen hylifol yw tua hanner eto gwerth tymheredd yr ystafell, ac mae'r cynnydd yn llyfn yn hytrach nag yn sydyn. Nid oes unrhyw gyfwerth â thymheredd trawsnewid Charpy sy'n rheoli detholiad carbon a dur aloi isel, felly nid oes angen i ddylunydd chwilio am gromlin trawsnewid. Y pryderon ymarferol yn lle hynny yw sensitifrwydd rhicyn, crebachiad thermol heb ei gyfateb yn erbyn cydrannau dur cyfagos, ac ymddygiad trosglwyddo gwres mewn gwasanaeth cryogenig.
Pam mae'r Weld yn Rheoli'r Terfyn
Mae pibell wedi'i weldio yn cario parth ymasiad a pharth yr effeithir arno gan wres y mae ei strwythur yn wahanol i'r rhiant-fetel. Yn Ti-6Al-4V mae'r weldiad yn oeri'n strwythur bras wedi'i drawsnewid, ac oherwydd bod y pwll weldio wedi'i dawdd yn yr aer, dyma hefyd y man lle mae ocsigen a nitrogen yn fwyaf tebygol o godi. Mae'r ddau effaith yn llai caledwch. Ar dymheredd amgylchynol gellir goddef y gostyngiad mewn llawer o ddyletswyddau; ar dymheredd isel, lle mae cronfa ductility eisoes yn llai, dyma'r ffactor llywodraethu. Dyna pam y nodir pibell weldio a fwriedir ar gyfer gwasanaeth oer fel arfer gyda gweithdrefn weldio gymwys, cysgodi llawn ac, uwchlaw terfynau ocsigen tymheredd ystafell, gwiriad ar y weldiad yn hytrach na'r plât.
Cyfyngiadau Cemeg ac Eiddo i ASTM B338
| Elfen neu eiddo | Cyfyngiad gradd 5 i ASTM B338 |
|---|---|
| Alwminiwm | 5.5 i 6.75 % |
| Fanadiwm | 3.5 i 4.5 % |
| Ocsigen | 0.20 % ar y mwyaf |
| Nitrogen | 0.03 % ar y mwyaf |
| Carbon | 0.08 % ar y mwyaf |
| Hydrogen | 0.015 % ar y mwyaf |
| Haearn | 0.30 % ar y mwyaf |
| Nerth tynnol, min | 895 MPa (130 ksi) |
| Cryfder cynnyrch, gwrthbwyso 0.2%, min | 828 MPa (120 ksi) |
| Elongation, min | 10 % |
Mae'r lleiafswm hynny'n berthnasol ar dymheredd ystafell, fel y mae holl werthoedd y fanyleb safonol yn ei wneud. Dyma'r sail gywir ar gyfer archebu, ond nid ydynt yn warant o ymddygiad tymheredd isel, y mae'n rhaid ei sefydlu ar wahân.
Interstitials, Hydrogen a Hydwythedd ar Tymheredd Isel
| Elfen | Effaith | Gweithredu ar gyfer gwasanaeth oer |
|---|---|---|
| Ocsigen | Yn codi cryfder ac yn lleihau caledwch; y dylanwad sengl cryfaf ar hydwythedd tymheredd isel | Archebwch y cynnwys ocsigen isaf y mae'r radd yn ei ganiatáu a'i wirio ar y dystysgrif |
| Nitrogen | Cryfwr rhyngosodol cryf gydag effaith embrittling anghymesur os caiff ei godi yn y weldio | Cysgodi nwy anadweithiol llawn yn ystod weldio a gwiriad lliw weldio |
| Hydrogen | Yn ffurfio hydrid brau unwaith yr eir y tu hwnt i'r terfyn hydoddedd solet | Cadwch at yr uchafswm o 0.015 % ac osgoi glanhau asid sy'n hybu -gasglu |
| Haearn | Sefydlogydd beta sy'n symud cydbwysedd y cyfnod ar gynnwys uwch | Rheolaeth fel terfyn manyleb yn hytrach na thrin fel elfen hybrin |
Pan ddisgwylir y ddyletswydd oeraf, dewisir y fersiwn interstitial isel ychwanegol o'r aloi fel arfer. Mae torri ocsigen o 0.20% i lefel is o lawer yn gwella caledwch tymheredd yn sylweddol, a dyna'n union y rhesymeg y tu ôl i'r graddau ELI a ddefnyddir ar gyfer gwaith cryogenig a meddygol.
Cymharu Graddau ar gyfer Gwasanaeth Oer
| Gradd | Sail Cemeg | Ymddygiad gwasanaeth oer |
|---|---|---|
| Gradd 1 | Titaniwm heb ei aloi, 0.18% ar y mwyaf o ocsigen | Hydwythedd ardderchog ar dymheredd isel, cryfder isel |
| Gradd 2 | Titaniwm heb ei aloi, 0.25% ar y mwyaf o ocsigen | Hydwythedd da, y dewis pwrpas cyffredinol heb ei gyffwrdd |
| Gradd 5 | Ti-6Al-4V, 0.20% ar y mwyaf o ocsigen | Cryfder uchel gyda chaledwch wrth gefn; rhaid i ymddygiad weldio fod yn gymwys |
| Gradd 5 ELI | Ti-6Al-4V gyda interstitials isel ychwanegol | Y cyfuniad gorau o gryfder a chaledwch ar dymheredd isel |
| Gradd 12 | Titaniwm gyda 0.3% molybdenwm a 0.8% nicel | Gwell ymwrthedd cyrydiad ar dymheredd cymedrol, a ddefnyddir lle mae cyfryngau lleihau dan sylw |
Beth i'w Ddilysu Cyn Defnyddio Pibell Gradd 5 Wedi'i Weldio Islaw Sero
Cadarnhewch y cynnwys interstitial a gyflwynwyd yn erbyn y dystysgrif, sicrhewch y cymhwyster gweithdrefn weldio a'r cofnod derbyn lliw weldio, a gwiriwch a oes angen postio aneliad neu ryddhad straen ar y llun. Adolygwch y bylchau cymorth ac unrhyw gydrannau dur a fydd yn cyfangu'n wahanol i'r llinell titaniwm. Yn olaf, byddwch yn glir ynglŷn â thymheredd y dyluniad ac a yw'r ddyletswydd tymheredd isel yn barhaus neu ddim ond yn dros dro cychwyn a chau, oherwydd mae'r ddau achos yn cyfiawnhau gwahanol lefelau o gymhwyster.
Cwestiynau Cyffredin
Q:A ellir defnyddio pibell titaniwm Gradd 5 wedi'i weldio ar dymheredd isel?
A: Ydw, mewn llawer o ddyletswyddau. Mae Ti-6Al-4V yn cadw caledwch defnyddiol oherwydd nid yw titaniwm yn arddangos trawsnewidiad hydwyth sydyn i frau, ond rhaid rheoli'r parth weldio a'r cynnwys rhyngosodol a rhaid cymhwyso'r cymhwysiad.
Q:A yw titaniwm yn mynd yn frau ar dymheredd isel fel dur carbon?
A: Na. Mae'r strwythur llawn hecsagonol yn golygu nad oes trawsnewidiad sydyn, felly mae cryfder yn codi'n esmwyth wrth i'r tymheredd ostwng tra bod hydwythedd yn gostwng yn raddol.
Q:Beth yw pwynt gwannaf pibell Gr5 wedi'i weldio ar dymheredd isel?
A: Y parth ymasiad a'r parth yr effeithir arno gan wres, sydd â strwythur mwy bras ac unrhyw ocsigen neu nitrogen a godir yn ystod y weldio; mae caledwch yn is nag yn y rhiant-fetel.
Q:Pa radd sydd orau ar gyfer y gwasanaeth oeraf?
A: Gradd interstitial isel ychwanegol o'r un aloi, oherwydd bod gostwng ocsigen yn sylweddol yn gwella caledwch ar dymheredd isel tra'n cadw'r fantais cryfder dros ditaniwm heb aloi.
Q:Beth ddylid ei wirio ar dystysgrif y felin?
A: Cynnwys ocsigen, nitrogen, hydrogen a haearn, cyflwr triniaeth wres y bibell orffenedig, a chymhwyster y weithdrefn weldio ynghyd â'r cofnod derbyn lliw weldio.
