Durezza e Densità Tubo Titanio HV200

Tubo in titanio HV200: lettura corretta di durezza e densità

Durezza e densità sono i due numeri più citati per un tubo in titanio e i due più spesso letti erroneamente. HV200 descrive la condizione ricotta di un grado puro commerciale, e 4,51 g/cm3 descrive la famiglia del titanio non legato. Nessun numero identifica da solo un grado, e nessuno dei due prova le prestazioni di corrosione, ma entrambi sono controlli rapidi ed economici che individuano problemi reali prima che un tubo venga inserito in uno scambiatore di calore.

Cosa dice effettivamente HV200

Durezza Vickers nella regione di 200, che corrisponde a circa 190 sulla scala Brinell, è la lettura normale per un tubo Gr2 ricotto. Conferma che il tubo è stato ricotto piuttosto che lasciato in uno stato lavorato a freddo, e fornisce una base di riferimento rispetto alla quale un lotto sospetto può essere confrontato. Il test è veloce, può essere eseguito su un campione tagliato o sulla superficie del tubo, e non necessita di una macchina di trazione, motivo per cui compare in molti piani di ispezione.

Il valore è più utile come indagine che come singola cifra. Una lettura presa sulla superficie esterna che è molto più dura di una presa a metà spessore indica una pelle arricchita di ossigeno, il caso alfa, che si forma quando la lavorazione a caldo viene eseguita senza un'adeguata protezione. Quella pelle è fragile, si crepa in flessione ed è il punto di partenza per la fatica. Una dispersione di oltre circa 20 HV lungo la lunghezza suggerisce una lavorazione a freddo non uniforme o una ricottura incompleta, e entrambe le condizioni significano che il tubo si muoverà quando verrà lavorato a macchina.

Anche la durezza ha un limite pratico. Sopra circa HV 250, la lavorazione a macchina diventa notevolmente più lenta e l'usura degli utensili aumenta, e la rullatura dei filetti o la piegatura senza crepe richiedono la condizione ricotta più morbida. Per un tubo che verrà arrotolato in una piastra tubiera o piegato in loco, l'intervallo di durezza ricotta non è una formalità; è la proprietà che consente la riuscita della fabbricazione.

Densità come controllo di famiglia, non certificato di grado

Una densità di 4,51 g/cm3 colloca il materiale nella famiglia del titanio non legato, che copre Gr1, Gr2, Gr3 e Gr4. La lega Ti-6Al-4V si trova più in basso, vicino a 4,43 g/cm3, perché l'alluminio è più leggero del titanio mentre il vanadio è più pesante, e l'effetto netto è una piccola diminuzione. Un controllo di pesatura e misurazione è quindi un buon modo per individuare un fascio misto, ma non può separare Gr2 da Gr3, e non può confermare che l'aggiunta di palladio che definisce Gr7 sia presente.

Quest'ultimo punto è commercialmente importante. La conferma del grado appartiene all'identificazione positiva dei materiali, che legge direttamente gli elementi di lega e richiede secondi per pezzo. Densità e durezza sono strumenti di screening; PMI e certificato di laminazione sono le prove. Un piano di qualità che utilizza tutti e tre, nell'ordine di costo, individua la maggior parte degli errori con pochissimo denaro.

Riconciliazione della cifra di resistenza sul blocco attributi

Questa pagina elenca anche una resistenza allo snervamento di 800 MPa accanto alla durezza HV200, la densità di 4,51 g/cm3 e una condizione ricotta. Questi valori descrivono materiali diversi. Un tubo non legato ricotto a HV200 ha una resistenza allo snervamento compresa tra 275 e 345 MPa, e uno snervamento di 800 MPa appartiene a un grado di lega che normalmente sarebbe più duro e più denso di 4,43 g/cm3. La lettura onesta è che il blocco attributi copre una famiglia di prodotti piuttosto che una specifica.

Per l'acquisto, la soluzione è ordinare per grado e proprietà. Indicare Gr2 e la condizione ricotta quando la resistenza alla corrosione e la formabilità sono i fattori trainanti, e indicare il grado di lega con il suo requisito meccanico quando 800 MPa sono veramente necessari. Le cifre di durezza e densità diventano quindi controlli di accettazione rispetto a una specifica definita invece di affermazioni contrastanti.

Tolleranza, spessore e struttura

Una tolleranza h7 è una designazione di accoppiamento, e su un tubo necessita di una chiarificazione: applicata a un diametro esterno, h7 significa che la deviazione superiore è zero e il pezzo non è mai fuori misura, mentre l'equivalente per un foro è H7, dove la deviazione inferiore è zero e il foro non è mai sottodimensionato. Un disegno che dice h7 senza nominare la superficie invita un pezzo che non si assemblerà. Nominare la superficie e la banda elimina l'ambiguità.

Il valore pratico di un tubo h7 è che può essere utilizzato come superficie di localizzazione finita, per una bussola, un alloggiamento di cuscinetto o un inserto adattato, senza ulteriori lavorazioni. Ciò consente di risparmiare un'operazione di alesatura o rettifica, ma significa anche che il tubo deve essere abbastanza dritto e rotondo affinché l'accoppiamento funzioni per tutta la sua lunghezza, motivo per cui la rettilineità e la rotondità appartengono allo stesso disegno della tolleranza del diametro.

Lo spessore della parete è l'altra metà della struttura. L'intervallo di dimensioni in questa pagina copre una serie di schedule da 5 a 80 su diametri esterni da 10 a 300 mm, quindi lo stesso diametro nominale può essere fornito come un sottile tubo per condensatore o come un tubo di processo a parete spessa. La tolleranza dello spessore è normalmente più o meno 10 percento, e l'eccentricità, la variazione dello spessore attorno alla circonferenza, è ciò che limita effettivamente lo spessore minimo nel punto più sottile. Per l'uso sotto pressione, il progetto deve essere verificato rispetto allo spessore minimo, non a quello nominale.

Resistenza alla corrosione nell'uso reale

L'elevata resistenza alla corrosione è una descrizione equa del titanio in mezzi ossidanti e cloruri neutri, e il film di ossido che la fornisce si ripara da solo finché sono presenti ossigeno o acqua. Acqua di mare, acqua di raffreddamento clorata, acido nitrico e la maggior parte delle soluzioni saline ossidanti sono impieghi confortevoli. I guasti si verificano ai margini di quell'inviluppo: acidi riducenti, salamoie di cloruro concentrate calde, cloro secco e qualsiasi fessura in cui il film non può ripararsi.

La corrosione per fessurazione è il rischio che coglie di sorpresa i progettisti, perché si verifica sotto una guarnizione, un giunto di piastra tubiera, un deposito o una sella di supporto, a temperature in cui la stessa lega è perfettamente a suo agio nel flusso aperto. Le difese pratiche sono progettare per il drenaggio e il flusso, evitare fessure strette metallo-metallo e specificare un grado contenente palladio come Gr7 dove una fessura è inevitabile e il mezzo è riducente. Gr12 è l'alternativa dove la corrosione per fessurazione e la resistenza moderata contano entrambe.

La temperatura appartiene alla stessa conversazione. Il film di ossido si ispessisce e la resistenza meccanica diminuisce all'aumentare della temperatura, e i cloruri che sono innocui a temperatura ambiente possono attaccare una fessura calda. Un tubo selezionato in base a dati ambientali e installato su una linea calda è una fonte comune di vaiolatura inaspettata, quindi la temperatura di progetto e la condizione di fessurazione devono essere dichiarate insieme.

Ispezione e ordinazione

Un piano di ispezione praticabile per questo tipo di tubo combina un'indagine sulla durezza su un campione di ogni lotto, l'identificazione positiva dei materiali su ogni pezzo o almeno su ogni fascio, controlli dimensionali su diametro, spessore e rettilineità, e un test di pressione o a correnti indotte per l'integrità dello spessore. Un certificato 3.1 secondo EN 10204 dovrebbe collegare i risultati al numero di colata e alla quantità consegnata.

L'ordine dovrebbe riportare lo standard, ASTM B861 per tubi senza saldatura o B338 dove questo è il riferimento contrattuale, il grado, il diametro esterno e lo spessore con le tolleranze, la condizione superficiale, la lunghezza e il pacchetto di test. Dove la durezza è un requisito, indicare il metodo e la posizione del test, perché una lettura superficiale e una lettura a metà spessore sullo stesso tubo possono differire di più della banda di accettazione consentita.

Immagini del prodotto