Titanrohr der Güteklasse 5: Nahtlose und geschweißte Formen

Das Material: Ti-6Al-4V-Rohr

Grad 5 ist die Alpha-Beta-Titanlegierung mit 5,5 bis 6,75 Prozent Aluminium und 3,5 bis 4,5 Prozent Vanadium, UNS R56400. Es vereint die höchste Festigkeit der gängigen Titanrohrsorten mit der Korrosionsbeständigkeit von Titan bei einer Dichte von etwa 4,43 Gramm pro Kubikzentimeter. Die Legierung ist in nahtloser und geschweißter Rohrform erhältlich, wobei das Schweißen auf zugelassene Verfahren beschränkt ist.

Aufgrund seiner Festigkeit können Rohre der Güteklasse 5 bei dünneren Wänden höheren Drücken standhalten als reines Titan, weshalb sie für gewichtskritische Systeme spezifiziert werden. Die Legierung behält auch bei erhöhter Temperatur ihre nützliche Festigkeit bei und ihr Ermüdungsverhalten eignet sich für dynamische Anwendungen wie Hydraulikleitungen.

ASTM B861 Nahtloses Rohr

ASTM B861 umfasst nahtlose Titanrohre, die durch Lochen und Walzen oder Ziehen eines massiven Barrens ohne Längsschweißnaht hergestellt werden. Die Norm umfasst die Legierungsliste der Güteklasse 5, und nahtlose Rohre sind die bevorzugte Form für Hochdruckanwendungen, da die Wand gleichmäßig und frei von Schweißverbindungen ist. Die Größen reichen in der Standardausführung von Rohren mit kleinem -Innendurchmesser bis hin zu Rohren mit großem -Durchmesser.

Die nahtlose Produktion beginnt mit einem geschmiedeten Knüppel, der heiß gelocht, über einen Dorn gedehnt und auf die fertigen Abmessungen reduziert wird. Das Rohr wird im Alpha-Beta-Bereich geglüht, gerichtet und durch Beizen oder Schleifen fertiggestellt. Geradheit, Wandstärke und Konzentrizität werden anhand der Standardtoleranzen überprüft.

ASTM B862 geschweißtes Rohr

ASTM B862 umfasst geschweißte Titanrohre, die durch Formen von Streifen oder Platten und Verbinden der Längsnaht hergestellt werden. Für Güteklasse 5 muss die Schweißnaht mit einem Verfahren hergestellt werden, das die volle Schweißqualität gewährleistet, typischerweise Gas-Wolfram-Lichtbogen- oder Plasmalichtbogenschweißen, und die Schweißzone muss die gleichen mechanischen Anforderungen wie das Grundmetall erfüllen.

Geschweißte Rohre bieten größere Durchmesser und längere Längen als nahtlose Rohre bei geringeren Kosten, und wenn die Schweißnaht richtig kontrolliert wird, erbringen sie bei den meisten Anwendungen die gleiche Leistung. Die Schweißnaht wird zerstörungsfrei geprüft und das Rohr kann nach dem Schweißen kaltverformt oder wärmebehandelt werden, um bei Bedarf die Eigenschaften wiederherzustellen.

Mechanische Anforderungen und Tests

Für Rohre der Güteklasse 5 verlangt die Norm eine Mindestzugfestigkeit von 895 MPa und eine Streckgrenze von 828 MPa bei einer Dehnung von mindestens 10 Prozent. Die Zusammensetzung wird durch eine chemische Analyse überprüft und bei jeder Schmelze wird ein Zugtest durchgeführt. Durch Abflachungs- und Bördelversuche wird die Duktilität der Rohrwand überprüft.

Die zerstörungsfreie-Prüfung rundet die Qualifikation ab. Hydrostatische oder pneumatische Druckprüfungen beweisen die Dichtheit, Wirbelstromprüfungen scannen die gesamte Länge auf Oberflächen- und oberflächennahe Fehler und Ultraschallprüfungen überprüfen die Wandstärke und erkennen interne Defekte. Für kritische geschweißte Rohre wird die Radiographie hinzugefügt.

Bewerbungen und Auswahl

Rohre der Güteklasse 5 werden für hydraulische und pneumatische Systeme in der Luft- und Raumfahrt verwendet, wo ihre Festigkeit bei Flugzeuginstallationen zu Gewichtseinsparungen führt. Marine- und Offshore-Systeme, bei denen Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit kombiniert werden; und Chemieanlagen, in denen korrosive Flüssigkeiten unter hohem-Druck verarbeitet werden. Dieselbe Legierung findet sich in Ausrüstungen für die Öl- und Gasförderung sowie in leistungsstarken Automobilsystemen.

Die Auswahl zwischen nahtlosen und geschweißten Formen folgt dem Service. Für hohen Druck, kleine Bohrungen und maximale Zuverlässigkeit sind nahtlose Rohre die Standardlösung. Für große Durchmesser, lange Strecken und kostenempfindliche Installationen bieten geschweißte Rohre eine wirtschaftliche Alternative, die die gleichen mechanischen Spezifikationen erfüllt.

Häufig gestellte Fragen

F: Welche Normen gelten für Titanrohre der Güteklasse 5?

A: ASTM B861 für nahtlose Rohre und ASTM B862 für geschweißte Rohre, wobei beide Güteklasse 5, UNS R56400 umfassen.

F: Welche Festigkeit garantiert ein Rohr der Güteklasse 5?

A: Mindestzugfestigkeit von 895 MPa und Streckgrenze von 828 MPa bei mindestens 10 Prozent Dehnung.

F: Was ist der Unterschied zwischen nahtlosen und geschweißten Rohren der Güteklasse 5?

A: Nahtlose Rohre werden aus massivem Barren ohne Längsnaht geformt; Geschweißtes Rohr wird aus Band geformt und durch eine Schweißnaht verbunden.

F: Können Rohre der Güteklasse 5 für Hochdruck verwendet werden?

A: Ja, seine hohe Festigkeit ermöglicht dünnere Wände und höhere Arbeitsdrücke als Rohre aus reinem Titan.

F: Wie wird die Schweißnaht von Rohren der Güteklasse 5 geprüft?

A: Durch zerstörungsfreie-Prüfung einschließlich Wirbelstrom- und Ultraschallprüfung sowie hydrostatischer Druckprüfung des fertigen Rohrs.

F: Welche Dichte haben Rohre der Güteklasse 5?

A: Ungefähr 4,43 Gramm pro Kubikzentimeter, ungefähr die Hälfte der Dichte von Stahlrohren derselben Festigkeitsklasse.