Kontrolle des Wasserstoffgehalts bei der Verarbeitung von Titanrohrverbindungen

Rohrverbindungsstücke aus Titan sind Kernkomponenten für den Flüssigkeitstransport und die strukturelle Verbindung, und ihre Verarbeitungsqualität bestimmt direkt die Sicherheit und Haltbarkeit der gesamten Ausrüstung. Die Kontrolle des Wasserstoffgehalts ist eine zentrale technische Schwierigkeit bei der Verarbeitung von Titanrohrverbindungsstücken. Eine durch zu viel Wasserstoff verursachte Wasserstoffversprödung verringert die Schlagzähigkeit, die Kerbzugfestigkeit und die Ermüdungslebensdauer des Materials erheblich, was eine wesentliche versteckte Gefahr darstellt, die den zuverlässigen Betrieb von beeinträchtigtRohrverbindungsstücke aus Titan.

 

Der Hersteller von Titanrohren in China

 

 

Eigenschaften der Wasserstoffabsorption: Titan hat eine hohe Aktivität und absorbiert schnell Wasserstoff, wenn die Temperatur 300 Grad übersteigt; Die Wasserstofflöslichkeit nimmt mit sinkender Temperatur deutlich ab.

 

Gefahren durch Wasserstoffversprödung: Überschüssiger Wasserstoff scheidet hartes und sprödes TiH₂ aus, was zu Spannungskonzentrationen und Mikrorissen führt und zu Wasserstoffversprödungsbrüchen führt. Die Risse treten verzögert auf, was wahrscheinlich zu plötzlichen Betriebsunfällen führt.

 

Inhaltsstandards: Der allgemeine Standard ist kleiner oder gleich 0,015 % (150 ppm); Für High-End-Szenarien wie Luft- und Raumfahrt und medizinische Versorgung beträgt der Wert weniger als oder gleich 0,01 %.

 

(I) Rohmaterial-Vorbehandlungsstufe

Risiko der Rohstoffverschmutzung: Titanbarren und Schweißdrähte neigen während der Lagerung und des Transports dazu, Fett, Feuchtigkeit und Fingerabdrücke zu absorbieren, und durch die Zersetzung dieser Substanzen während der Verarbeitung und Erhitzung entsteht Wasserstoff, der in das Material eindringt.

 

Anforderungen an die Vorbehandlung: Öl mit Aceton oder absolutem Ethanol entfernen und Oxidablagerungen durch mechanisches Schleifen oder Beizen entfernen; Nach der Reinigung in einer trockenen und inerten Umgebung lagern und stichprobenartig den Wasserstoffgehalt prüfen.

 

(II) Formungs- und Schweißverarbeitungsphase

Umformung und Schweißen sind wichtige Verbindungen für die Wasserstoffeinführung bei der Verarbeitung von Titanrohrverbindungsstücken, und Prävention und Kontrolle sind in mehreren Dimensionen wie Prozess, Umgebung und Werkzeug erforderlich:

 

Ölhaltige Schmierstoffe sind bei der Kaltbearbeitung verboten, stattdessen sollten feste oder inerte Gasschmierstoffe verwendet werden; Kontrollieren Sie die Kaltwalzverformung und führen Sie bei Bedarf ein einstündiges Zwischenglühen bei 600 Grad durch, um Spannungen abzubauen und das Entweichen von Wasserstoff zu fördern.

 

Während des gesamten Schweißprozesses sollte hochreines Argongas mit einer Reinheit von mindestens 99,999 % verwendet werden, um das Schmelzbad, die geschmolzenen Tröpfchen sowie die Vorder- und Rückseite der Hochtemperaturzone zu schützen. Reinigen Sie den Schweißdraht und den 25-mm-Bereich auf beiden Seiten der Nut vor dem Schweißen mit Aceton und reinigen Sie ihn erneut, wenn er länger als 4 Stunden dort liegt. Die Umgebungsfeuchtigkeit sollte höchstens 60 % betragen und die Werkzeuge sollten aus Titan oder Edelstahl bestehen.

 

(III) Wärmebehandlungsstufe

Der Kern der Wärmebehandlung von Titanrohrverbindungen besteht darin, die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, und unsachgemäße Prozesse können zu einer abnormalen Wasserstoffabsorption führen. Vakuumöfen (größer oder gleich 10⁻³Pa) oder Inertgasöfen werden bevorzugt; Niedrige Temperaturen (weniger als oder gleich 540 Grad) führen zu einer geringeren Wasserstoffabsorption und die Aufheizzeit sollte bei hohen Temperaturen verkürzt werden.

 

Bei Teilen mit übermäßigem Wasserstoffgehalt wird eine Vakuumglühdehydrierung bei 700–800 Grad für 2–4 Stunden angewendet, um die Wasserstoffreduzierung und die Verhinderung der Kornvergröberung auszugleichen.

 

(IV) Oberflächenbehandlung und Nachbearbeitungsphase

Nach der Wärmebehandlung von Titanrohrverbindungsstücken muss die spröde, mit Sauerstoff-kontaminierte Schicht entfernt werden (um Rissbildung und Wasserstoffaufnahme zu verhindern), was durch maschinelle Bearbeitung, Beizen oder chemisches Schleifen erreicht werden kann. Kontrollieren Sie die Säurelösung und die Zeit während des Beizens genau.

Wählen Sie spezielle Werkzeuge für die Bearbeitung aus, um die Hitze zu reduzieren und die sekundäre Wasserstoffaufnahme zu verhindern. Reinigen, trocknen und verschließen Sie die Produkte nach der Verarbeitung.

 

 

Die Erkennung des Wasserstoffgehalts von Rohrverbindungsstücken aus Titan muss standardisiert und hochpräzise sein: Die gängige Inertgas-Fusionsmethode (0,5–200 µg/g) entspricht den ASTM/ISO/GB-Standards;

 

Die Probenahme umfasst wichtige Teile, die Proben werden inert gelagert, der durch die Fusion freigesetzte Wasserstoff wird mit Argon zum Nachweis transportiert und Blindversuche, Kalibrierungen und parallele Bestimmungen werden verwendet, um die Genauigkeit sicherzustellen.

 

Bei der Massenproduktion werden Laser-Wasserstoffanalysatoren für ein berührungsloses, schnelles Screening verwendet, um die Wasserstoffverteilung auf der Oberfläche und in der oberflächennahen Schicht zu erkennen und so die Effizienz der Qualitätskontrolle zu verbessern.

 

 

Die Nachfrage nach High-End-Geräten fördert die Weiterentwicklung der Wasserstoffsteuerungstechnologie für Titanrohrverbindungen in Richtung Präzision, Effizienz und niedrige Kosten.

 

Die lokale Hydrierungstechnologie nutzt Metallhydrid-Vorformen als Gasquelle, um eine präzise Wasserstoffkontrolle zu erreichen, die Ausrüstungskosten zu senken und sich an komplexe Rohrverbindungen anzupassen;

 

Der Vakuum-Temper--Plasma-Komposit-Dehydrierungsprozess beschleunigt die Dehydrierung und reduziert Leistungsverluste;

Das intelligente Erkennungssystem mit geschlossenem Regelkreis ermöglicht eine Echtzeitüberwachung und dynamische Parameteranpassung und vermeidet so das Risiko, dass Wasserstoff den Standardwert der Quelle überschreitet.

 

Die Ruihang Group ist als professioneller Hersteller auf die Herstellung von Produkten aus Titan und Titanlegierungen spezialisiert. Wir verfügen über eine komplette Produktionslinie, um die Qualität der Produkte streng zu kontrollieren. Sollten Sie Fragen haben, kontaktieren Sie uns bitte per E-Mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com