วิธีการเตรียมกระบวนการสั้น ๆ สำหรับท่อไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์

โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเช่นความต้านทานการกัดกร่อนความแข็งแรงเฉพาะสูงและการซึมผ่านต่ำและท่ออัลลอยไทเทเนียมที่ไร้รอยต่อถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบท่อเครื่องบินท่อส่งสารเคมีและท่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเรือและอุตสาหกรรมพิเศษอื่น ๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามันก็ค่อยๆนำไปใช้กับทุ่งพลเรือนที่มีมูลค่าสูงเช่นคอนเดนเซอร์สำหรับสถานีพลังงานท่อเจาะสำหรับการเปิดน้ำมันและเครื่องทำความร้อนสำหรับการกลั่นน้ำทะเล ตามสถิติพบว่าขนาดตลาดท่อไทเทเนียมที่ไร้รอยต่อทั่วโลกในปี 2564 มีมูลค่าเกิน 2 พันล้านหยวนและคาดว่าจะสูงถึง 2.9 พันล้านหยวนในปี 2570

เป็นการยากที่จะสกัดไทเทเนียมออกจากแร่และกระบวนการเตรียมหลอดที่ไร้รอยต่อแบบดั้งเดิมนั้นซับซ้อนและมีราคาแพงซึ่ง จำกัด การใช้หลอดไทเทเนียมและไทเทเนียมที่ไร้รอยต่อในตลาดที่กว้างขึ้น เนื่องจากข้อ จำกัด ด้านค่าใช้จ่ายอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์พลเรือนในประเทศและต่างประเทศจำนวนมากยังคงเลือกท่อสแตนเลสแบบดั้งเดิมหรือท่อเชื่อมไทเทเนียมมากกว่าไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์ที่ไม่มีรอยเย็บที่มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

ในขั้นตอนนี้นอกเหนือไปจากการเตรียมท่อไทเทเนียมและไทเทเนียมอย่างไร้รอยต่อส่วนใหญ่อ้างถึงอุปกรณ์อุตสาหกรรมท่อสแตนเลสและเทคโนโลยีการประมวลผลสำหรับการประมวลผลวุฒิภาวะกระบวนการสูงพื้นที่ปรับปรุงขนาดเล็กไม่สามารถย่อวงจรการประมวลผลได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดต้นทุนการประมวลผล เพื่อลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพบทความนี้ตัดสินใจที่จะปรับปรุงจากแหล่งที่มาหลีกเลี่ยงการหลอมละลายแบบดั้งเดิมการปลอมแปลงการเจาะและกระบวนการอื่น ๆ และดำเนินการนวัตกรรมกระบวนการและการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการทั้งหมด หลอดอัลลอยไทเทเนียมนั้นได้มาจากการถลุงบิลเล็ตหลอดกลวงหล่อ, การตีรัศมี, กระบวนการหลอมสองเท่าและการตัดเฉือนซึ่งสามารถทำให้วงจรการประมวลผลสั้นลงและลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กระบวนการเตรียมการแบบไร้รอยต่อแบบดั้งเดิมของโลหะผสมไทเทเนียมแรกผลิตแท่งโลหะผสมไทเทเนียมทรงกระบอกผ่านการหลอมละลายและใช้กระบวนการปลอมที่ร้อนแรงเพื่อเตรียมบาร์ซึ่งต้องใช้ความร้อนการเก็บรักษาความร้อนการเสียรูปและการทำให้เกิดไฟไหม้ในแต่ละไฟ หลังจากการตกแต่งของแถบว่างเปล่าท่อว่างเปล่าจะถูกเตรียมโดยวิธีการเจาะข้ามและการรีดร้อน ในที่สุดท่อที่ไม่มีรอยต่อเสร็จนั้นจัดทำโดยกระบวนการเสริมเช่นการกลิ้งร้อนการกลิ้งเย็นและการตัดเฉือน

เทคโนโลยีการเตรียมบาร์มีการใช้พลังงานสูงวงจรการผลิตที่ยาวนานการสูญเสียการผลิตวัตถุดิบขนาดใหญ่และผลผลิตต่ำ เมื่อวิธีการอัดรีดร้อนถูกใช้เพื่อเจาะรูบิลเล็ตหลอดเนื่องจากวิธีการอัดรีดในที่สุดจำเป็นต้องออกจากหัววัสดุอัตราการใช้วัสดุจะต่ำการไหลของกระบวนการมีความยาวและความต้านทานการเสียรูปของโลหะผสมไทเทเนียมมีขนาดใหญ่ สำหรับอุปกรณ์อัดรีดน้ำหนักขนาดใหญ่มี จำกัด และการผลิตท่อไทเทเนียมที่ไร้รอยต่อไทเทเนียมนั้นมี จำกัด การใช้กระบวนการเจาะทะลุเชิงเส้นทแยงมุมเพื่อเตรียมแท่งบิลเล็ตหลอดกระบวนการนี้มีวงจรการประมวลผลระยะสั้น แต่เนื่องจากอุณหภูมิสูงในระหว่างการประมวลผลองค์กรผลิตภัณฑ์ที่ได้รับนั้นไม่ดี ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่และมีการใช้พลังงานสูง

เพื่อแก้ปัญหาทางเทคนิคข้างต้นและสร้างท่ออัลลอยไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง การผลิตแท่งบิลเล็ต, การปลอมเรเดียล, กระบวนการหลอมสองเท่าและกระบวนการตัดเฉือนเพื่อให้ได้ท่อโลหะผสมไทเทเนียมดังแสดงในรูปที่ 2 ประสิทธิภาพคอนกรีตคือการใช้ปืนพลาสมาหรือปืนลำแสงอิเล็กตรอนโดยตรงเพื่อละลายวัตถุดิบ ปรับปรุงโครงสร้างของแท่งบิลเล็ตหลอดผ่านการตีรัศมีจากนั้นการหลอมเป็นสองเท่าเพื่อสร้างโครงสร้างที่สม่ำเสมอและกำจัดความเครียดภายในของการตีรัศมี การถลุงโดยตรงไม่เพียง แต่สามารถทำให้กระบวนการสั้นลงเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการรวมความหนาแน่นสูงและต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น แตกต่างจากการปลอมแบบดั้งเดิมการปลอมเรเดียลสามารถปลอมแปลงท่อว่างได้โดยตรงปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลและการใช้วัสดุ การหลอมสองครั้งแรกส่งเสริมการตกผลึกของผลิตภัณฑ์ใหม่ผ่านอุณหภูมิสูงจากนั้นทำการรักษาอุณหภูมิต่ำเพื่อทำให้เนื้อเยื่อเป็นเนื้อเดียวกันในขณะที่กำจัดความเครียดภายใน

เพื่อแก้ปัญหาทางเทคนิคข้างต้นและสร้างท่ออัลลอยไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง การผลิตแท่งบิลเล็ต, การปลอมเรเดียล, กระบวนการหลอมสองเท่าและกระบวนการตัดเฉือนเพื่อให้ได้ท่อโลหะผสมไทเทเนียมดังแสดงในรูปที่ 2 ประสิทธิภาพคอนกรีตคือการใช้ปืนพลาสมาหรือปืนลำแสงอิเล็กตรอนโดยตรงเพื่อละลายวัตถุดิบ ปรับปรุงโครงสร้างของแท่งบิลเล็ตหลอดผ่านการตีรัศมีจากนั้นการหลอมเป็นสองเท่าเพื่อสร้างโครงสร้างที่สม่ำเสมอและกำจัดความเครียดภายในของการตีรัศมี การถลุงโดยตรงไม่เพียง แต่สามารถทำให้กระบวนการสั้นลงเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการรวมความหนาแน่นสูงและต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น แตกต่างจากการปลอมแบบดั้งเดิมการปลอมเรเดียลสามารถปลอมแปลงท่อว่างได้โดยตรงปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลและการใช้วัสดุ การหลอมสองครั้งแรกส่งเสริมการตกผลึกของผลิตภัณฑ์ใหม่ผ่านอุณหภูมิสูงจากนั้นทำการรักษาอุณหภูมิต่ำเพื่อทำให้เนื้อเยื่อเป็นเนื้อเดียวกันในขณะที่กำจัดความเครียดภายใน

บิลเล็ตหลอดหล่อถูกทำให้ร้อนขึ้นเหนือจุดเปลี่ยนการเปลี่ยนเฟสของโลหะผสมไทเทเนียมจากนั้นจึงทำการตีขึ้นเรเดียลแล้วสามครั้งจากนั้นทำการรักษาความร้อนสองครั้งเพื่อให้ได้แท่งบิลเล็ตหลอดสำเร็จรูปดังแสดงในรูปที่ 4 แตกต่างจากการปลอมแบบดั้งเดิม การปลอมแบบเรเดียลสามารถปลอมแปลงแท่นบูลเล็ตหลอดได้โดยตรงปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลและอัตราการใช้วัสดุและในเวลาเดียวกันเม็ดบิลเล็ตของหลอดจะถูกทำลายอย่างเต็มที่ผ่านการเสียรูปเป็นจำนวนมากและจากนั้นใช้ค้อนความเร็วสูงสูง เพื่อให้เมล็ดข้าวได้รับการขัดเกลาเพื่อให้ความหนาแน่นความต่อเนื่องและคุณสมบัติเชิงกลของบิลเล็ตหลอดได้รับการปรับปรุงและได้รับองค์กรที่ยอดเยี่ยม

ก่อนที่จะทำการตีรัศมีจะมีการแทรกแมนเดรลตรงกลางท่อว่างเปล่าและยึดติดกับเครื่องตีรัศมีและชัคแรกถูกยึดที่ปลายด้านหนึ่งของท่อว่างค้อนตั้งอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของท่อว่างเปล่า และชัคตัวที่สองจะถูกยึดบนแมนเดรลที่ปลายเดียวกันกับหัวค้อน ก่อนที่จะปลอมสามครั้งจำเป็นต้องเปลี่ยนแมนเดรลและเส้นผ่านศูนย์กลางของแมนเดรลนั้นเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางชั้นใน 15 ~ 20 มม. 15 ~ 20 มม.

อุณหภูมิความร้อนคือ 80 ~ 100 ℃เหนือจุดเปลี่ยนเฟสของโลหะผสมไทเทเนียมและเวลาในการถือครองคือ≥ 2 ชั่วโมง; การตีรัศมีหลายครั้งรวมถึงการตีรัศมีสามครั้ง ในการตีรัศมีครั้งแรกมีการใช้หัวค้อนแบนสี่ตัวและท่อว่างจะถูกควบคุมให้เคลื่อนที่ไปตามแกนกลางความเร็วในการเคลื่อนที่คือ 1 ~ 3 m/mi n, ความเร็วค้อนคือ 1 000 ~ 2 000 n/นาที และการเสียรูปของท่อว่างจะถูกควบคุมที่ 40% ~ 80% หลังจากการตีรัศมีครั้งแรกส่วนของท่อว่างจะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้านนอกและรอบด้านใน

ในการตีรัศมีครั้งที่สองหัวค้อนแบนสี่ตัวถูกใช้เพื่อควบคุมท่อว่างเปล่าเพื่อหมุน 40 ~ 50 °รอบแกนของตัวเองจากนั้นจึงเริ่มขึ้นและเริ่มต้นขึ้นและท่อว่างจะเคลื่อนที่ไปตามแกนกลาง /mi n และความเร็วของค้อนคือ 2 000 ~ 3 000 N/MI N. การเสียรูปของท่อบิลเล็ตหลอดถูกควบคุมที่ 30% ~ 60% หลังจากการตีรัศมีครั้งที่สองส่วนของท่อว่างเป็นแปดเหลี่ยมและวงกลม

ก่อนการตีรัศมีครั้งที่สามจำเป็นต้องเปลี่ยนแมนเดรลและเส้นผ่านศูนย์กลางของแมนเดรลนั้นเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางชั้นใน 15 ~ 20 เมตร 15 เมตร เมื่อตีแล้วจะใช้หัวค้อนโค้งสี่ตัวและเส้นผ่านศูนย์กลางพื้นผิวของหัวค้อนโค้งมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอก 80 ~ 120 เมตรของท่อว่างเปล่า อุณหภูมิของส่วนที่รอลดลงเป็น 40 ~ 60 ℃ต่ำกว่าจุดเปลี่ยนการเปลี่ยนเฟสของโลหะผสมไทเทเนียมและท่อว่างจะถูกควบคุมให้หมุนและเคลื่อนที่ไปตามแกนกลางความเร็วในการหมุนคือ 300 ~ 600 รอบต่อนาทีความเร็วในการเคลื่อนที่ 3 ~ 5 m/mi n และความเร็วค้อนคือ 50 ~ 100 n/mi n การเสียรูปของแท่งหลอดถูกควบคุมที่ 30% ~ 40% หลังจากการตีรัศมีครั้งที่สามผลิตภัณฑ์จะถูกคืนกลับไปยังท่อกลมว่างเปล่าและตัวแปรรูปร่างโดยรวมของท่อ Ti หรือท่อ Ti คือ≥ 100%

บิลเล็ตหลอดจะถูกทำให้ร้อนถึง 80 ~ 100 ℃เหนือจุดเปลี่ยนเฟสของโลหะผสมไทเทเนียมβจากนั้นการปลอมเรเดียลจะดำเนินการสามครั้ง หลังจากค้อนความเร็วสูงอุณหภูมิของแท่งหลอดจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะช่วยลดความต้านทานการเสียรูป แต่ในเวลาเดียวกันสถานการณ์ของความร้อนสูงเกินไปจะไม่เผาไหม้ชิ้นงาน นอกจากนี้ในกระบวนการของการตีสามหลอดด้านนอกของท่อว่างจะถูกปลอมแปลงจากรอบสู่สี่เหลี่ยมจากนั้นจากสี่เหลี่ยมจัตุรัสถึงแปดเหลี่ยมและในที่สุดจากแปดเหลี่ยมไปรอบอีกครั้ง และหลังจากค้อนความเร็วสูงการเปลี่ยนรูปของท่อว่างจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้เมล็ดข้าวได้รับการขัดเกลา เป็นผลให้ความหนาแน่นความต่อเนื่องและคุณสมบัติเชิงกลของแท่งหลอดได้รับการปรับปรุงและคุณสมบัติเชิงกลเพิ่มขึ้นมากกว่า 15%และโครงสร้าง equiapial หรือ bimodal ได้โดยตรง