gred 6 Paip Titanium Ti-5Al-2.5Sn

OCTG ( Minyak negara tiub barangan ) Ramalan Industri dan Analisis Peluang Potensi oleh 2023

Julai 14, 2024

Monel 401 (UNS N04401 / W.Nr. 2.0842) Paip keluli

Julai 24, 2024

abstrak

gred 6 Aloi titanium Ti-5Al-2.5Sn terkenal dengan sifat mekanikal yang sangat baik dan kakisan rintangan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berprestasi tinggi, terutamanya dalam industri aeroangkasa. Kertas ini menyediakan analisis menyeluruh Gred 6 Paip titanium Ti-5Al-2.5Sn, meliputi sifat bahan, proses pembuatan, aplikasi, saiz, jadual parameter, dan trend pasaran.

pengenalan

gred 6 Ti-5Al-2.5Sn ialah aloi titanium yang mengandungi 5% aluminium dan 2.5% percaya. Ia digunakan terutamanya dalam industri aeroangkasa kerana kebolehkimpalannya yang baik, nisbah kekuatan kepada berat yang tinggi, dan ketahanan terhadap keletihan dan penyebaran retak. Aloi ini amat berharga dalam persekitaran di mana kekuatan tinggi dan berat rendah adalah kritikal.

Sifat bahan

Komposisi kimia

unsur	Peratusan (%)
rintangan haus (Ti)	Seimbang
rintangan haus (Al)	5.0
timah (Pemilihan bahan bergantung kepada pertimbangan tertentu seperti kos)	2.5
Unsur lain (maksimum)	0.3

Sifat-sifat mekanikal

hartanah	nilai
Kekuatan tegangan	895 MPa (130 ksi)
Kekuatan Hasil	825 MPa (120 ksi)
Elongation	10%
Modulus Keanjalan	113.8 GPa (16.5 x 10^6 psi)
Ketumpatan	4.48 g/cm³
Kekerasan (Rockwell B)	95
Kekonduksian terma	6.7 W/m·K
Pekali Pengembangan	8.6 µm/m·K

Sifat fizikal

Rintangan Kakisan: Rintangan yang sangat baik terhadap pelbagai persekitaran yang menghakis, termasuk air laut.
Suhu tinggi Prestasi: Mengekalkan kekuatan dan kestabilan pada suhu tinggi sehingga 400°C (752° F).
Ketahanan Keletihan: Rintangan tinggi terhadap keletihan dan pertumbuhan retak, menjadikannya sesuai untuk aplikasi pemuatan kitaran.

Proses pembuatan

Pembentukan Tiub

Penyemperitan: Bilet titanium dipanaskan dan tersemperit melalui acuan untuk membentuk tiub.
Bekerja Dingin: Tiub dikerjakan dengan sejuk untuk mencapai sifat dan dimensi mekanikal yang diingini.
Keadaan penghantaran yang biasa digunakan bagi paip keluli ialah: Rawatan haba digunakan untuk melegakan tekanan dan meningkatkan kemuluran.

Welding

TIG (Gas lengai tungsten) Welding: Biasa digunakan untuk gred kimpalan 6 Ti-5Al-2.5Sn kerana ketepatan dan kawalannya.
Kimpalan Rasuk Elektron: Digunakan untuk kimpalan berkualiti tinggi dalam aplikasi kritikal.

Rawatan permukaan

penjerukan: Menanggalkan oksida permukaan dan kekotoran untuk meningkatkan rintangan kakisan.
Pempasifan: Meningkatkan lapisan oksida semula jadi untuk terus melindungi daripada kakisan.

aplikasi

Aeroangkasa

Komponen Struktur Pesawat: Digunakan dalam kerangka udara, gear pendaratan, dan elemen struktur lain.
Bahagian Enjin Jet: Ideal untuk bilah pemampat dan komponen lain yang terdedah kepada suhu dan tekanan tinggi.

Marin

Minyak dan Gas Luar Pesisir: Digunakan dalam riser, saluran paip, dan komponen dasar laut kerana rintangan kakisan yang sangat baik.
Pembinaan kapal: Bekerja di badan kapal, baling-baling, dan bahagian kritikal yang lain.

Perubatan

Implan dan Prostetik: Biokompatibiliti dan kekuatan tinggi menjadikannya sesuai untuk implan perubatan dan prostetik.
Alat pembedahan: Digunakan dalam pembuatan alat pembedahan yang tahan lama dan tahan karat.

Perindustrian

Pemprosesan Kimia: Digunakan dalam penukar haba, reaktor, dan sistem paip yang mengendalikan bahan menghakis.
Penjanaan tenaga: Digunakan dalam bilah turbin dan komponen lain yang terdedah kepada suhu tinggi dan persekitaran yang keras.

Saiz dan Piawaian

Saiz Standard

Paip titanium boleh didapati dalam pelbagai saiz, biasanya ditentukan oleh diameter luar (OD) dan ketebalan dinding.

Nominal paip Saiz (NPS)	Diameter luaran (OD)	Ketebalan dinding
1/4″	13.72 mm (0.540″)	1.65 mm (0.065″)
1/2″	21.34 mm (0.840″)	2.11 mm (0.083″)
1″	33.40 mm (1.315″)	2.77 mm (0.109″)
2″	60.33 mm (2.375″)	3.91 mm (0.154″)
4″	114.30 mm (4.500″)	6.02 mm (0.237″)

Piawaian

ASTM B338: Spesifikasi standard untuk tiub titanium dan titanium aloi lancar dan dikimpal untuk pemeluwap dan penukar haba.
AMS 4940: Spesifikasi bahan aeroangkasa untuk aloi Ti-5Al-2.5Sn.

Jadual Parameter

Sifat-sifat mekanikal

parameter	nilai
Kekuatan tegangan	895 MPa (130 ksi)
Kekuatan Hasil	825 MPa (120 ksi)
Elongation	10%
Modulus Keanjalan	113.8 GPa (16.5 x 10^6 psi)
Ketumpatan	4.48 g/cm³

Sifat Terma dan Fizikal

parameter	nilai
Kekonduksian terma	6.7 W/m·K
Pekali Pengembangan	8.6 µm/m·K
Takat lebur	1660° C (3020° F)
Kapasiti Haba Tertentu	0.523 J/g·K

Aliran Pasaran

Pemandu Permintaan

Pertumbuhan Industri Aeroangkasa: Meningkatkan pengeluaran pesawat komersial dan tentera meningkatkan permintaan untuk bahan berprestasi tinggi seperti Gred 6 Titanium.
Aplikasi Marin: Pengembangan penerokaan minyak dan gas luar pesisir mendorong keperluan untuk bahan tahan kakisan.
Industri Perubatan: Permintaan yang meningkat untuk implan dan instrumen pembedahan mendorong pertumbuhan.

Analisis Serantau

Amerika Utara: Permintaan yang ketara disebabkan oleh kehadiran pengeluar aeroangkasa utama dan syarikat peranti perubatan termaju.
Europe: Pertumbuhan didorong oleh industri aeroangkasa dan automotif.
Asia-Pasifik: Perindustrian dan pengembangan pesat dalam sektor aeroangkasa dan marin.

Cabaran

Kos yang tinggi: Aloi titanium lebih mahal daripada bahan lain, yang boleh mengehadkan penggunaannya dalam aplikasi sensitif kos.
Kesukaran Pemprosesan: Kereaktifan Titanium dan takat lebur yang tinggi menimbulkan cabaran dalam pembuatan dan kimpalan.

Kesimpulan

gred 6 Paip titanium Ti-5Al-2.5Sn menawarkan prestasi luar biasa dalam aplikasi yang menuntut kerana kekuatannya yang tinggi, rintangan kakisan yang sangat baik, dan kebolehkimpalan yang baik. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk aeroangkasa, Marin, perubatan, dan kegunaan industri. Walaupun menghadapi cabaran seperti kos yang tinggi dan kesukaran pemprosesan, permintaan untuk paip titanium terus meningkat, didorong oleh keperluan aplikasi berprestasi tinggi dan kemajuan dalam teknologi pembuatan.

Rujukan

Piawaian ASTM untuk Aloi Titanium dan Titanium
Spesifikasi Bahan Aeroangkasa (AMS)
Laporan industri mengenai trend dan ramalan pasaran titanium
Kesusasteraan teknikal mengenai sifat dan aplikasi aloi titanium

Analisis komprehensif ini memberikan pemahaman terperinci tentang Gred 6 Paip titanium Ti-5Al-2.5Sn, meliputi sifat bahan, proses pembuatan, aplikasi, saiz, dan trend pasaran.

Tinjauan Masa Depan

Kemajuan Teknologi

Pembuatan Aditif: Penggunaan teknologi percetakan 3D dijangka merevolusikan pembuatan komponen titanium, membolehkan geometri yang lebih kompleks dan mengurangkan pembaziran bahan.
Teknik Kimpalan yang Diperbaiki: Kemajuan dalam teknologi kimpalan, seperti kimpalan laser dan kimpalan kacau geseran, akan meningkatkan kualiti dan kecekapan fabrikasi paip titanium.
Salutan Permukaan: Pembangunan salutan termaju dan rawatan permukaan akan meningkatkan lagi rintangan kakisan dan sifat haus aloi titanium.

Kelestarian

Kitar Semula dan Guna Semula: Peningkatan tumpuan pada kemampanan akan memacu usaha untuk mengitar semula sekerap titanium dan membangunkan proses untuk menggunakan semula komponen titanium, sekali gus mengurangkan kesan alam sekitar.
Kecekapan Tenaga: Penyelidikan ke dalam kaedah pengeluaran yang lebih cekap tenaga akan membantu mengurangkan kos keseluruhan dan jejak karbon pembuatan titanium.

Peluasan Pasaran

Pasaran baru muncul: Pertumbuhan sektor aeroangkasa dan perindustrian dalam ekonomi sedang pesat membangun memberikan peluang besar untuk pengembangan pasaran.
Aplikasi Baru: Penerokaan aplikasi baharu, seperti dalam industri automotif untuk ringan, komponen berkekuatan tinggi, akan memacu permintaan tambahan untuk aloi titanium.

Ucapan terima kasih

Terima kasih khas kepada penyumbang dan sumber berikut yang memberikan cerapan dan data berharga untuk analisis ini:

Pakar Sains Bahan: Untuk input teknikal mereka pada sifat dan aplikasi aloi titanium.
Laporan Industri: Untuk arah aliran dan ramalan pasaran.
Kesusasteraan Teknikal: Untuk maklumat terperinci tentang proses dan piawaian pembuatan.

Lampiran

Lampiran A: Komposisi Kimia Terperinci

unsur	Peratusan (%)
rintangan haus (Ti)	Seimbang
rintangan haus (Al)	5.0
timah (Pemilihan bahan bergantung kepada pertimbangan tertentu seperti kos)	2.5
oksigen (O)	≤ 0.2
rintangan haus (N)	≤ 0.05
Karbon (C)	≤ 0.08
Hidrogen (H)	≤ 0.015
besi (Fe)	≤ 0.30
Unsur lain	≤ 0.10 setiap satu

### Lampiran C: Jadual Penukaran

#### Panjang

| **Metrik (mm)** | **Imperial (inci)** |
|-----------------|-----------------------|
| 1 mm            | 0.03937 inci        |
| 10 mm           | 0.3937 inci         |
| 100 mm          | 3.937 inci          |
| 1000 mm         | 39.37 inci          |

#### Berat badan

| **Metrik (kg)** | **Imperial (lbs)**    |
|-----------------|-----------------------|
| 1 kg            | 2.20462 lbs           |
| 10 kg           | 22.0462 lbs           |
| 100 kg          | 220.462 lbs           |
| 1000 kg         | 2204.62 lbs           |

### Lampiran D: Singkatan

- **Daripada**: rintangan haus
- **Al**: rintangan haus
- **Sn**: timah
- **NPS**: Nominal paip Saiz
- **DARI**: Diameter luaran
- **ASTM**: American Society for ujian dan bahan-bahan
- **AMS**: Spesifikasi Bahan Aeroangkasa

## Bacaan lanjut

1. **"rintangan haus: Panduan Teknikal" oleh Matthew J. Donachie**: Sumber yang mendalam tentang titanium dan aloinya, meliputi sifat, pemprosesan, dan aplikasi.
2. **"Aloi Titanium: Atlas Struktur dan Ciri Patah" oleh Andrey B. Vasiliev**: Atlas terperinci memberikan pandangan tentang struktur mikro dan ciri patah aloi titanium.
3. **"Aloi Titanium Termaju" oleh Yoshiki Oshida**: Gambaran keseluruhan menyeluruh aloi titanium termaju, memberi tumpuan kepada perkembangan mereka, hartanah, dan aplikasi.
Dengan menyediakan analisis terperinci ini, kami berharap dapat menawarkan pemahaman yang menyeluruh tentang Gred 6 Paip titanium Ti-5Al-2.5Sn, menonjolkan kepentingan mereka, pembuatan, dan aplikasi yang luas.