Gr5 Titanyum Kaynaklı Boru Düşük Sıcaklıklarda Kullanılabilir mi?
Apr 02, 2024
Kısa cevap evet, önemli niteliklere sahip. Derece 5, Ti-6Al-4V alaşımı, titanyumun altıgen sıkı paketlenmiş bir yapıya sahip olması ve ferritik çeliklerin yaptığı keskin süneklikten kırılganlığa geçişi göstermemesi nedeniyle düşük sıcaklıkta kullanışlı tokluğu korur. Soğuk hizmette kaynaklı 5. Sınıf boruyu sınırlayan şey ana metal değil, kaynak ve etrafındaki ara içeriktir.
Düşük Sıcaklık Titanyuma Ne Yapar?
Sıcaklık düştükçe titanyum, sünekliğin bir kısmını kaybederken güç ve sertlik kazanır. Sıvı nitrojen sıcaklığındaki çekme mukavemeti, oda sıcaklığı değerinin kabaca yarısı kadardır ve artış ani olmaktan ziyade yumuşaktır. Karbon ve düşük alaşımlı çelik seçimini belirleyen Charpy geçiş sıcaklığının eşdeğeri yoktur, dolayısıyla tasarımcının bir geçiş eğrisi aramasına gerek yoktur. Bunun yerine pratik kaygılar çentik hassasiyeti, bitişik çelik bileşenlerle uyumsuz termal büzülme ve kriyojenik hizmette ısı transfer davranışıdır.
Kaynak Neden Sınırı Yönetir?
Kaynaklı bir boru, yapısı ana metalden farklı olan bir füzyon bölgesi ve ısıdan etkilenen bir bölge taşır. Ti-6Al-4V'de kaynak soğuyarak kaba dönüştürülmüş bir yapıya dönüşür ve kaynak havuzu havada erimiş olduğundan, burası aynı zamanda oksijen ve nitrojen alımının en muhtemel olduğu yerdir. Her ikisi de dayanıklılığı azaltır. Ortam sıcaklığında azalma birçok görevde tolere edilebilir; Süneklik rezervinin zaten daha küçük olduğu düşük sıcaklıklarda, belirleyici faktör haline gelir. Soğuk servis için tasarlanan kaynaklı borunun normalde nitelikli bir kaynak prosedürü, tam ekranlama ve oda sıcaklığı oksijen limitlerinin üzerinde plaka yerine kaynak üzerinde kontrol yapılmasının nedeni budur.
ASTM B338'e Göre Kimya ve Özellik Sınırları
| Öğe veya özellik | ASTM B338'e göre 5. derece sınırı |
|---|---|
| Alüminyum | %5,5 ila 6,75 |
| Vanadyum | %3,5 ila 4,5 |
| Oksijen | Maksimum %0,20 |
| Azot | Maksimum %0,03 |
| Karbon | Maksimum %0,08 |
| Hidrojen | Maksimum %0,015 |
| Ütü | maksimum %0,30 |
| Çekme mukavemeti, min | 895 MPa (130 ksi) |
| Akma mukavemeti, %0,2 ofset, min | 828 MPa (120 ksi) |
| Uzama, min | 10 % |
Bu minimumlar, tüm standart spesifikasyon değerlerinde olduğu gibi oda sıcaklığında geçerlidir. Bunlar sipariş için doğru temeli oluşturur ancak ayrıca belirlenmesi gereken düşük sıcaklık davranışının garantisi değildir.
Düşük Sıcaklıkta Ara Yerler, Hidrojen ve Süneklik
| Öğe | Etki | Soğuk servis için eylem |
|---|---|---|
| Oksijen | Gücü artırır ve dayanıklılığı azaltır; düşük sıcaklıktaki süneklik üzerindeki en güçlü tek etki | Sınıfın izin verdiği en düşük oksijen içeriğini sipariş edin ve bunu sertifikada kontrol edin |
| Azot | Kaynak sırasında yakalandığında orantısız gevrekleştirme etkisine sahip güçlü ara yer güçlendirici | Kaynak sırasında tam inert gaz koruması ve kaynak rengi kontrolü |
| Hidrojen | Katı çözünürlük limiti aşıldığında kırılgan hidrit oluşturur | Maksimum %0,015'e sadık kalın ve toplamayı kolaylaştıran asitle temizlemeden kaçının- |
| Ütü | Daha yüksek içerikte faz dengesini değiştiren beta dengeleyici | İz element olarak ele almak yerine spesifikasyon limiti olarak kontrol edin |
En soğuk görevin beklendiği durumlarda, normalde alaşımın ekstra düşük arayer versiyonu seçilir. Oksijenin %0,20'den çok daha düşük bir seviyeye düşürülmesi sıcaklıktaki dayanıklılığı önemli ölçüde artırır ve kriyojenik ve tıbbi çalışmalarda kullanılan ELI derecelerinin arkasındaki mantık da tam olarak budur.
Soğuk Servis için Sınıfların Karşılaştırılması
| Seviye | Kimya temeli | Soğuk servis davranışı |
|---|---|---|
| 1. Sınıf | Alaşımsız titanyum, %0,18 maksimum oksijen | Düşük sıcaklıkta mükemmel süneklik, düşük mukavemet |
| 2. Sınıf | Alaşımsız titanyum, %0,25 maksimum oksijen | İyi süneklik, genel amaçlı alaşımsız seçim |
| 5. Sınıf | Ti-6Al-4V, %0,20 maksimum oksijen | Korunan toklukla yüksek mukavemet; kaynak davranışı nitelikli olmalıdır |
| 5. Sınıf ELI | Ekstra düşük geçiş reklamlarına sahip Ti-6Al-4V | Düşük sıcaklıkta güç ve tokluğun en iyi kombinasyonu |
| 12. Sınıf | %0,3 molibden ve %0,8 nikel içeren titanyum | İndirgeyici ortamın söz konusu olduğu yerlerde kullanılan, orta sıcaklıkta geliştirilmiş korozyon direnci |
Sıfırın Altında Kaynaklı 5. Sınıf Boruyu Kullanmadan Önce Nelerin Doğrulanması Gerekir?
Teslim edilen ara içerik içeriğini sertifikaya göre onaylayın, kaynak prosedürü yeterliliğini ve kaynak rengi kabul kaydını alın ve çizimin kaynak sonrası tavlama veya gerilim giderme gerektirip gerektirmediğini kontrol edin. Destek aralığını ve titanyum hattından farklı şekilde büzülecek çelik bileşenleri gözden geçirin. Son olarak, tasarım sıcaklığı ve düşük sıcaklıktaki çalışmanın sürekli mi yoksa sadece başlatma ve kapatmanın geçici mi olduğu konusunda açık olun, çünkü iki durum farklı yeterlilik seviyelerini haklı çıkarır.
Sıkça Sorulan Sorular
Q:Kaynaklı 5. Sınıf titanyum boru düşük sıcaklıklarda kullanılabilir mi?
C: Evet, birçok görevde. Ti-6Al-4V kullanışlı tokluğu korur çünkü titanyum keskin bir süneklikten kırılganlığa geçiş göstermez, ancak kaynak bölgesi ve ara yer içeriği kontrol edilmeli ve uygulama nitelikli olmalıdır.
Q:Titanyum düşük sıcaklıkta karbon çeliği gibi kırılganlaşır mı?
C: Hayır. Altıgen sıkı paketli yapı, ani bir geçişin olmadığı anlamına gelir; dolayısıyla sıcaklık düştükçe mukavemet düzgün bir şekilde artarken süneklik yavaş yavaş azalır.
Q:Düşük sıcaklıkta kaynaklı bir Gr5 borunun en zayıf noktası nedir?
A: Daha kaba bir yapıya sahip olan ve kaynak sırasında herhangi bir oksijen veya nitrojen toplanan füzyon bölgesi ve ısıdan etkilenen bölge; tokluğu ana metalden daha düşüktür.
Q:En soğuk servis için hangi kalite tercih edilir?
C: Aynı alaşımdan ekstra düşük ara katman kalitesi, çünkü oksijenin azaltılması, alaşımsız titanyuma göre mukavemet avantajını korurken, düşük sıcaklıkta tokluğu belirgin şekilde artırır.
Q:Değirmen sertifikasında nelere dikkat edilmelidir?
A: Oksijen, nitrojen, hidrojen ve demir içeriği, bitmiş borunun ısıl işlem durumu ve kaynak rengi kabul kaydı ile birlikte kaynak prosedürü yeterliliği.
