Технические характеристики титановых труб

Металлические сплавы чрезвычайно широко используются, в том числе и для получения проката. Стальные, медные, латунные, бронзовые, чугунные – все находят свое применение. Но если требуется сочетание исключительной прочности и легкости, то используют изделия из титанового сплава.

Материал из титана

Титан – металл исключительной прочности. Кроме того, он не поддается никаким видам коррозии и переносит очень высокие температуры. По своим конструкционным и прочностным характеристикам металл не знает равных. Однако его редкость и, соответственно, высокая стоимость, ограничивают область применения.

Однако в народном хозяйстве чаще используются титановые сплавы, поскольку такие материалы обладают дополнительными достоинствами и несколько дешевле.

Все известные составы можно разделить на 3 категории:

• конструкционные – отличаются самой высокой прочностью и стойкостью к несущим нагрузкам. Легирующие добавки обеспечивают материалу пластичность, что расширяет область применения изделий;
• жаропрочные – введение некоторых компонентов увеличивают и без того высокую жаростойкость титана. Изделия этой категории применяют в космостроении, при строительстве реактивных самолетов, а также в газо- и нефтедобывающей промышленности;
• технические – составы, в которых благодаря включению кислорода, азота, углерода и железа, пластичность больше, а прочность меньше. Такие материалы используются для многочисленных хозяйственных нужд. Труба из титанового сплава – один из образцов применения.

Известные составы

Чаще всего потребитель имеет дело с техническим титаном. Трубопроводы разного сечения –30*1, 63*1, изготавливаются именно из таких материалов.

• ВТ1-00 – включает примеси железа, кислорода, азота и прочего. Прочность его по сравнению с конструкционным титаном заметно ниже, однако для нужд строительства или инженерных коммуникаций более чем достаточно. ВТ1-00 включает меньше примесей, это означает, что его прочность несколько выше, а пластические свойства ниже.
• Титановые трубы ВТ1-0 широко используются в химической промышленности, где нечувствительность к агрессивным химическим веществам требуется в большей степени, чем прочность. В строительстве трубы применяют на самых ответственных участках благодаря тем же свойствам – стойкости к коррозии и нечувствительности к кислотам, щелочам и солям.

ВТ1-0 обладает очень высокой пластичностью. Это позволяет получить прокат с очень тонкими стенками. Из материала изготавливают титановую фольгу.

• ВТ5 – состав, легированный алюминием. Этот ингредиент повышает коэффициент упругости и жаростойкость титана. Материал предпочтительнее использовать для фасонного литья. ВТ5 применяют в самолетостроении, для изготовления элементов управления и прочего.
• ВТ5-1 – модифицируется алюминием и оловом. По прочности он превышает ВТ1-0, но по пластичности уступает, и используется в основном для изготовления штампованной и прессованной продукции: прутков, труб, листов.
• ОТ4-0 – состав легируется марганцем и отличается невысокой – относительно, прочностью и технологичностью. Из ОТ4-0 изготавливают множество заготовок: листы, прутки, поковки. Термически не уплотняются, но сваривается любыми видами сварки. Применяется при изготовлении трубопроводов холодной и горячей деформацией.

Характеристики титановых труб

Обычной проблемой конструкционных материалов является несовместимость прочности и малого веса. Титан решает эту проблему, причем касается это всех видов проката, в том числе и трубопроводов любого размера.

Преимущества его очевидны:

• исключительная прочность и долговечность – материал превосходит по этим параметрам практически все известные составы;
• устойчив к любому механическому, термическому и химическому воздействию;
• поверхность изделия из титана исключительно гладкая, на ней не могут откладываться соли, задерживаться мусор;
• пластичность и твердость титана гарантируют абсолютную точность размеров – диаметра, толщины стенок, и геометрии изделия;
• свои качества материал не теряет на протяжении многих десятилетий эксплуатации.

К недостаткам трубопровода относят только стоимость – очень высокую.

Технические характеристики по ГОСТ

Параметры проката из титана регламентирует несколько ГОСТов. Так, свойства сварных изделий описывает ГОСТ 24890-81, а прокат, полученный холоднодеформированным методом – ГОСТ 22897. Кроме того, документ нормирует и размеры, и вес изделий.

Титановые трубы по ГОСТ обладают следующими характеристиками:

• диаметры – бесшовный трубопровод выполняется с размерами от 5,8 до 140 мм в сечении. Как правило, это тонкостенные изделия – с толщиной от 0,5 до 0,9 мм, например, 63*1. Сварные могут иметь сечение от 6 до 102 мм, а толщина стенки достигает 1,5–2 мм. Их относят к толстостенному трубопроводу;
• вес – определяется диаметром и толщиной стенки изделия. Так, вес 1 м изделия диаметров 25 мм и толщиной стенки в 2 мм – толстостенная труба, составляет 650 г;
• титановые трубы по ГОСТ 24890-81 выполнятся из сплавов ОТ4-0 и ВТ1-0. Сварные по ГОСТ 22897 изготавливаются из ВТ1-0 и ПТ7М.

Изготовление проката

Из титана производят как бесшовные, так и шовные водоводы. Метод изготовления оказывает влияние на характеристики готовых изделий. На фото – образцы продукции.

• Сварка титановых труб – изделия получают сваркой заготовки из металлического листа. Материал прекрасно переносит сварку, швы мало чем уступают прочности самого листа. Однако такой метод изготовления исключает термическую и механическую обработку, а потому и прокат обладает меньшей прочностью, по сравнению с бесшовной продукцией.