De titaniumbuis, geleverd in lengtes van 30 cm, geeft fabrikanten een handige snijlengte voor het bouwen van uitlaatspruitstukken, regenpijpen, boost- of laadluchtleidingen en waterleidingen. Met een dichtheid van slechts ongeveer 4,51 g/cm³ - ruwweg 57% van die van staal - verlaagt titanium het systeemgewicht aanzienlijk, terwijl de corrosieweerstand en verhoogde- temperatuursterkte behouden blijven, waardoor het een praktische vervanging is voor zwaardere roestvrije soorten.
Titaniumbuis van klasse 3 in lengtes van 30 cm
Graad 3 is een ongelegeerd (commercieel zuiver) titanium met een opzettelijk hoger zuurstofgehalte dan klasse 1 en 2, waardoor de sterkte toeneemt en tegelijkertijd de uitstekende vervormbaarheid en lasbaarheid van de commercieel zuivere familie behouden blijft. De UNS-aanduiding is R50550, en buizen worden doorgaans geleverd volgens ASTM B338 (ASME SB338), de specificatie voor naadloze en gelaste buizen van titanium en titaniumlegeringen voor condensors en warmtewisselaars; titanium buizen voor algemeen gebruik vallen onder ASTM B861 en B862.
De lengte van 30 cm is een werkplaats-vriendelijk formaat: lang genoeg voor spoelstukken, overgangen, flenzen en bochtstukken, en kort genoeg om afvalafval te verminderen. Buizen worden normaal gesproken geleverd in -gelaste of gegloeide toestand, met een gebeitste, glanzende of gezandstraalde afwerking, afhankelijk van de vereisten. Elk stuk kan worden gemarkeerd met een warmtenummer, zodat het fabriekscertificaat traceerbaar blijft tot het voltooide samenstel.
Waarom klasse 3 beter presteert dan lagere klassen op het gebied van uitlaatservice
Uitlaatsystemen, downpipes, intercoolercircuits en boostpipes zien een combinatie van hitte, thermische cycli, condensaatzuren, strooizout en mechanische trillingen. Roestvrij staal kan de lading aan, maar met een gewichtsbesparing; ongelegeerd titanium kan het bijna de helft van het gewicht aan, en is beter bestand tegen chloriden en zuur condensaat. Titanium van klasse 1, met zijn lage zuurstofgehalte, is het zachtste en meest vormbare van de familie, en verliest sneller kracht bij hogere temperaturen, waardoor onderdelen die ervan zijn gemaakt, gevoeliger zijn voor vervorming en kruipen in hete, niet-ondersteunde delen van een uitlaat.
Graad 3 heeft een hogere trek- en vloeigrens dan Graad 1 of Graad 2, en behoudt de bruikbare sterkte bij hogere temperaturen. Titanium bij continue heteluchtgebruik is normaal gesproken beperkt tot ongeveer 600 graden, omdat oxidatie boven dat niveau versnelt en zuurstofopname het oppervlak bros maakt, dus headersecties die heter worden, zijn meestal ontworpen met hitteschild, dikkere wanden of een andere legering. Binnen het werkbereik van een normaal uitlaat- of inlaatluchtsysteem is klasse 3 een goede technische keuze, en de lage thermische uitzetting (ongeveer 8,6 µm/m·K) vermindert de thermische spanning die scheuren veroorzaakt bij lassen en ophangpunten.
Afmetingen, wanddikte en mechanische eigenschappen
Titaniumbuis wordt geproduceerd in een breed scala aan buitendiameters. Voor uitlaat-, inlaatlucht- en waterleidingen is het werkbereik van ongeveer 51 mm tot 102 mm buitendiameter het meest gebruikelijk, en voor deze maten wordt vaak een wanddikte gebruikt die gelijk is aan 1,2 mm: de combinatie is stijf genoeg voor leidingwerk en duurzaam bij de uitlaatgastemperaturen die voorkomen in weg- en wedstrijdtoepassingen. Kleinere diameters tot 6 mm worden gebruikt voor condensors, koelers en instrumentatieleidingen, terwijl grotere diameters worden geleverd voor maritieme en chemische leidingen.
| Parameter | Leveringsbereik |
|---|---|
| Materiaal | Graad 3 titanium (UNS R50550) |
| Buitendiameter | Verscheidene; 51–102 mm gebruikelijk voor uitlaat- en inlaatluchtleidingen |
| Wanddikte | Verscheidene; 1,2 mm typisch voor een buitendiameter van 51–102 mm |
| Lengte | 30 cm |
| Formulier | Rechte, naadloze of gelaste buis |
| Oppervlak | Gebeitst, blankgegloeid of zoals gelast |
| Tolerantie | Volgens ASTM B338 / ASME SB338 |
De wanddikte moet worden gekozen op basis van de drukvereiste en niet op basis van gewoonte. Omdat titanium onder vergelijkbare omstandigheden ongeveer 1,7 keer sterker is per gewichtseenheid dan austenitisch roestvrij staal, kan een dunnere titaniumwand vaak een zwaardere roestvrijstalen wand vervangen; dit is waar de gewichtsbesparing in een uitlaat- of inlaatluchtleiding daadwerkelijk wordt verdiend. Waar de buis wordt vastgeklemd, is de weerstand tegen instorten echter van belang. Daarom moeten de lager- en trillingsbelastingen worden gecontroleerd voordat de wanddikte te ver wordt verminderd.
De onderstaande tabel geeft de minimale mechanische eigenschappen weer die vereist zijn voor de buiskwaliteiten van ongelegeerd titanium, samen met de fysieke constanten die worden gebruikt voor ontwerpberekeningen.
| Eigendom | Graad 1 | Graad 2 | Graad 3 | Graad 4 |
|---|---|---|---|---|
| Treksterkte (MPa, min) | 240 | 345 | 450 | 550 |
| Vloeigrens 0,2% (MPa, min) | 170 | 275 | 380 | 485 |
| Verlenging (%, min) | 24 | 20 | 18 | 15 |
| Zuurstofgehalte (%, max) | 0.18 | 0.25 | 0.35 | 0.40 |
Dichtheid: ongeveer 4,51 g/cm³
Smeltpunt: ongeveer 1668 graden
Elasticiteitsmodulus: ongeveer 105 GPa
Thermische geleidbaarheid: ongeveer 17 W/m·K
Thermische uitzettingscoëfficiënt: ongeveer 8,6 µm/m·K
Fabricage: snijden, buigen en lassen
Titanium snijdt schoon met hardmetalen gereedschap, schuurwielen of waterstraal; Bij bandzaag- en draaibankwerk moeten lage snelheden, royale koelvloeistof en scherp, speciaal gereedschap worden gebruikt. Fabrikanten moeten titanium uit de buurt houden van ijzerverontreiniging: stalen borstels, stalen werkbanken, slijpstof van koolstofstaal en gechloreerde oplosmiddelen veroorzaken allemaal oppervlakteverontreiniging die kan leiden tot hydratatie en barsten, dus speciaal gereedschap en schone werkruimtes zijn de standaardpraktijk.
Koud buigen is praktisch voor dunne{0}} buisbuizen met een doornbuiger, waarbij de hartlijnstralen doorgaans op ten minste twee tot drie buisdiameters worden gehouden om plooien en ovaliteit te voorkomen, en spanningsvrij gloeien wordt gebruikt voor krappe bochten of zwaar koude-bewerkte secties. Lassen wordt normaal gesproken gedaan door middel van gaswolfraambooglassen met een sleepschild en een volledig gespoelde, met argon-gevulde boring; het smeltbad en het afkoelende metaal moeten beschermd blijven tot ze onder de 400 graden zijn, omdat de zuurstof- en stikstofopname het titaniumlasmetaal bros en dofgrijs of blauw maakt. Schone, heldere zilverkleurige lasnaden duiden op een correcte afscherming.
Omdat titanium kerf-gevoelig is, moeten verbindingen worden ontworpen met vloeiende overgangen en moeten hangers, klemmen en flexibele delen worden geplaatst om trillingsbelasting te beperken. Wanneer een titaniumsysteem staal vervangt, moet de afstand tussen de steunen doorgaans opnieuw worden gecontroleerd, omdat de lichtere buis anders reageert op resonantie.
Kwaliteitscontrole en bestelchecklist
Elke zending klasse 3-buizen in lengtes van 30 cm moet worden geleverd met een fabriekscertificaat waarop de kwaliteit, het warmtenummer, de chemische analyse en de mechanische testresultaten worden vermeld, met verwijzingen naar ASTM B338 of ASME SB338 waar vereist door de toepassing. Kopers moeten de buitendiameter en wanddikte bevestigen aan de hand van de tekening, de lengte en rechtheid verifiëren en het oppervlak controleren op overlappingen, scheuren, diepe krassen of ijzerverontreiniging. Hydrostatische of wervelstroomtests zijn gespecificeerd voor druk- en warmtewisselaartoepassingen, en niet-destructieve onderzoeksgegevens moeten bij het materiaalcertificaat worden bewaard.
Voor herhaalbestellingen zorgt een eenvoudige checklist ervoor dat de levering consistent blijft: kwaliteit en UNS-nummer, buitendiameter, wanddikte en tolerantie, lengte, oppervlakteafwerking en netheid, testcertificaten, markering en traceerbaarheid, en verpakking die de buisuiteinden tijdens het transport beschermt. Kopers die uitlaatsystemen uit titanium bouwen, moeten ook vooraf beslissen of de buis handmatig in de werkplaats wordt gesneden en gebogen of als voorgevormde spoelen wordt geleverd, omdat die beslissing de buigradii, toleranties en documentatie bepaalt die van de frees worden geëist.
Veelgestelde vragen: Titaniumbuis van klasse 3
Vraag: Waar wordt normaal gesproken klasse 3 titaniumbuis voor gebruikt?
Buis van klasse 3 wordt gebruikt voor uitlaatspruitstukken, regenpijpen, boost- en laadluchtleidingen, intercoolercircuits en waterleidingen, waar een laag gewicht, chloridebestendigheid en hoge- temperatuurbestendigheid vereist zijn.
Vraag: Waarom kiezen voor Graad 3 in plaats van Graad 1 of Graad 2?
Graad 3 bevat meer zuurstof, dus het is sterker en beter bestand tegen vervorming bij temperatuur dan Graad 1 en 2, terwijl het een goede vervormbaarheid en lasbaarheid behoudt voor de fabricage van buizen en uitlaatgassen.
Vraag: Wat koopt een fabrikant voor een lengte van 30 cm?
Een snijlengte van 30 cm dekt spoelstukken, overgangen, flensstompen en buigsecties af met weinig afgesneden afval, en is gemakkelijk te hanteren, op te slaan en te verzenden in kleine hoeveelheden.
Vraag: Welke normen zijn van toepassing op titaniumbuizen?
Titaniumbuizen worden gewoonlijk gespecificeerd volgens ASTM B338 of ASME SB338 voor condensors en warmtewisselaars, waarbij ASTM B861 en B862 titaniumbuizen afdekken voor algemeen gebruik.
Vraag: Hoe moet een titaniumbuis worden gelast?
Gebruik gaswolfraambooglassen met argonafscherming en een gezuiverde boring, waardoor de las wordt beschermd totdat deze onder ongeveer 400 graden afkoelt, en de afschermingskwaliteit wordt bevestigd door de heldere zilveren kleur van de voltooide las.
Vraag: Welke documentatie moet bij een bestelling van titaniumbuizen worden gevoegd?
Een molencertificaat met kwaliteit, hittenummer, chemische analyse en mechanische eigenschappen, plus dimensionale en oppervlakte-inspectiegegevens, en hydrostatische of wervelstroom-testresultaten waar de toepassing deze vereist.