Der Produktionsprozess beginnt mit der Gewinnung von Rutil aus verschiedenen Konzentraten, wobei Rutil am häufigsten vorkommt. Das Konzentrat wird behandelt, um überschüssiges Eisen zu entfernen, und das resultierende Material wird zusammen mit Chlor und Kohlenstoff in einen Reaktor gegeben. Der nächste Schritt ist die Entfernung von Verunreinigungen, die durch Vakuumdestillation erreicht wird. Nach der Entfernung der Metallchloride kann das Titan gereinigt werden und man erhält einen Titanschwamm. Der Titanschwamm wird extrudiert und zu Titanflocken geschmolzen. Titanbarren werden bei der Herstellung verschiedener Produkte verwendet, darunter auch Titanrohre.
Herstellung von Titanprodukten – geschweißte Rohre
Heutzutage zeigen immer mehr Unternehmen Interesse an der Herstellung von Titanprodukten. Sie verfügen über die notwendige Technologie und Ausrüstung, um Titanrohre zu entwickeln, die in verschiedenen Branchen weiter eingesetzt werden.
Der Entwicklungsprozess ist zur Routine geworden, dennoch lohnt es sich, bestimmte Besonderheiten zu berücksichtigen. Titanrohre müssen in einer völlig sauberen Umgebung entwickelt werden. Typischerweise gibt es einen separaten Bereich für die Herstellung von Titanprodukten. Es ist wichtig, dass dieser Bereich keine Verunreinigungen wie Staub und Fett enthält und vor Feuchtigkeit und Luft geschützt ist.
Geschweißte Titanrohre werden in vielen Branchen eingesetzt, auch in der Chemieindustrie. Kraftwerke, insbesondere solche, die im Meerwasser betrieben werden, sind auf Titanrohre angewiesen. Aufgrund ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit werden diese Rohre auch für Wärmetauschergewichte in Kondensatoren verwendet.
Wenn sich herausstellt, dass eine Verbindung in einem Schweißbad nicht stark genug ist, können Hersteller zusätzliche Spannung auf die Titanwand ausüben. Und um sicherzustellen, dass Titanprodukte stabil bleiben, können sie auf automatisierte Durchmessermesssysteme zurückgreifen. Zukünftig könnten auch automatische Überwachungssysteme für Nahtschweißbedingungen eingeführt werden.
Wie entstehen Titanrohre?
Titan entsteht bei Raumtemperatur, ähnlich wie Stahl.
Die Duktilität von Titan bei Raumtemperatur ist geringer als die eines anderen Strukturmetalls. Dies führt automatisch zu einer verringerten Streckformbarkeit und einem größeren Biegeradius. Aufgrund dieser Eigenschaft wird manchmal Thermoformen eingesetzt, insbesondere wenn ein aggressiveres Biegen (oder Streckformen) erforderlich ist.
Der Elastizitätsmodul von Titan ist halb so hoch wie der von Stahl, was bedeutet, dass der Formprozess zu einem erheblichen Rückprall führen kann (Hersteller kompensieren diese Eigenschaft). Angesichts der Verschleißneigung von Titan (größer als die von Stahl) ist die Schmierung ebenfalls ein wichtiger Bestandteil des Rohrformprozesses.
Formungsvorbereitung
Bei Titan sind vor der Umformung größtenteils keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich. Sie können sie nach Erhalt des Barrens verwenden, dies funktioniert jedoch möglicherweise nicht immer.
Nachdem eventuelle Spuren auf der Oberfläche (z. B. Meißel) festgestellt wurden, werden diese durch verschiedene Behandlungen (Sandstrahlen, Beizen usw.) entfernt. . Darüber hinaus sollten scharfe Kanten vor dem eigentlichen Rohrformprozess geglättet werden. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Kanten reißen und die Qualität des Produkts beeinträchtigt wird.
Formenarten
Titanrohre können sowohl durch Kalt- als auch durch Warmumformung geformt werden.
Kaltformen
Unter Berücksichtigung der Dehnung des Metalls werden Titanrohre bei niedriger Geschwindigkeit und Raumtemperatur geformt. Daher wird ein Zugversuch durchgeführt. Der Hersteller verhindert die Rückfederung, indem er die geformten Titanrohre thermisch formt.
Thermoformen
Es ist bekannt, dass die Duktilität von Titan (sowohl beim Biegen als auch beim Streckformen) mit der Temperatur zunimmt. Daher werden Titanrohre normalerweise bei hohen Temperaturen hergestellt. Mit zunehmender Temperatur wird die Formung von Titanrohren einfacher. Mit dieser Methode wird die Rückfederung bei der Umformung von Titan der Güteklasse 5 (Gr5TC4) praktisch eliminiert.
Biegen von Titanrohren
Titanrohre werden mit herkömmlichen Geräten gebogen. Dornbiegemaschinen werden für das Biegen mit kleinen Radien bevorzugt. Um die Neigung von Titan zum Durchhängen stärker zu reduzieren, müssen die Biegeausrüstung und die Wischermatrizen ordnungsgemäß geschmiert werden. Für bessere Ergebnisse sollte der Biegevorgang mit niedrigen Geschwindigkeiten durchgeführt werden.
Wie werden nahtlose Titanrohre hergestellt?
Dieses nahtlose Rohr kann aus handelsüblichem Reintitan oder einer der verfügbaren Titanlegierungen hergestellt werden. Titanbarren werden bei Temperaturen zwischen 850 °C und 1250 °C verarbeitet und auf 600 °C-1100 °C reduziert.
Als Ergebnis der Bearbeitung entsteht ein fester Rohling. Anschließend wird es durch einen Lochprozess bei Temperaturen zwischen -100 °C und 1250 °C in einen Hohlblock umgewandelt.
Zur Größenanpassung wird ein Verkleinerungsschritt durch Dehnung durchgeführt. Dies geschieht bei Temperaturen zwischen 600 °C und 1100 °C und führt zu einer Verringerung des Außendurchmessers. Ein Kalibrierschritt wird bei Temperaturen zwischen 550 °C und 1150 °C durchgeführt, wodurch der Außendurchmesser weiter verringert wird.
