Технология производства и потребительские свойства труб сварных из титана и титановых сплавов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «Белорусский государственный  экономический университет»

 

 

 

 

 

 

                                                                                              Кафедра технологии

                                                                                              важнейших отраслей

    промышленности

 

 

 

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: «Технология  производства и потребительские  свойства  труб сварных из титана и титановых сплавов».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнил студент

1 курс. ФМК,  гр. ЗМЛ-1   (подпись)   И.Г.Купреева

 

 

Руководитель, доцент                       (подпись)           И.А. Мочальник

 

 

 

 

 

 

 

                                                   МИНСК

                                                      2012

 

 

 

Содержание:

 

РЕФЕРАТ…………………………………………………………………………..                        3       

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………                       4        

1. Применение труб сварных из титана и титановых сплавов в сфере производства и потребления…………………………………………                           6

2. Классификационные признаки труб сварных из титана и титановых

сплавов……………………………………………………….....................                             7

3. Потребительские свойства труб сварных из титана и титановых

сплавов……………………………………………………………………………                          9

4. Технология производства труб сварных из титана и титановых сплавов и ее технико-экономическая оценка………………………………………                         11

5. Нормативно-технические  документы на трубы сварные из титана и титановых сплавов, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями нормативно-технической документации………………………….                      17

6. Контроль качества. Требование нормативно-технических документов на правила приемки, хранения, испытания и эксплуатации труб сварных из титана и титановых сплавов……………………………………………………………                     21

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………........................                      25 

8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………..............                       26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ:

Работа содержит:  страниц - 26 , 1 блок-схему, 2 – таблицы.

Ключевые слова: титан, технология производства труб сварных  из титана и титановых сплавов, показатели качества, потребительские свойства, контроль качества, стандарты.

Определены  потребительские свойства труб сварных  из титана и титановых сплавов.

При изучении и  описании технологии производства труб сварных из титана и титановых  сплавов, дана характеристика сырья  для их получения, основные стадии производства, приведена блок – схема производства, выявлено влияние технологии, сырья на качество продукции.

Для определения  нормируемых показателей качества труб сварных из титана и титановых  сплавов изучены соответствующие стандарты.

Изучены вопросы контроля качества труб сварных из титана и титановых сплавов, правила приёмки, транспортирования и хранения готовой продукции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ:

 

Титан является одним из наиболее распространенных химических элементов как по содержанию его в земной коре, так и по наличию минералов этого металла в очень многих горных породах.

Известно более 80 минералов, которые по суммарному содержанию титана составляют довольно большую долю в земной коре. Важнейшие  минералы титана в основном входят в состав пяти характерных групп – рутила, ильменита, перовскита, ниоботанталотитанатов и сфена, из которых наибольшее значение имеют группы рутила и ильменита.

Титановые минералы – ильменит, рутил, сфен – встречаются  в рассеянном состоянии почти  во всех типах пород – магматических и их эффузивах, в породах метаморфического комплекса (гнейсы, амфиболиты, слюды), а также в осадочных породах, особенно в глинах, бокситах, песках и песчаниках. Подавляющее число известных минералов титана образовалось в связи с магматогенными процессами, в результате которых формируются минералы этого металла в соединении с кислородом и железом и в меньшей степени – с кальцием и кремнием.

Различные по величине и генетическому типу месторождения  титана распространены во многих районах земного шара. Несмотря на большое разнообразие этих месторождений, промышленные запасы титана представлены главным образом ильменитом и рутилом – основными минералами, из которых в крупном промышленном масштабе производят титан, его пигментный диоксид и другие химические соединения.

Месторождения титана магматического вида, как правило, приурочены к массивам основных пород  нормального и щелочного ряда докембрийского и реже нижнепалеозойского возраста. Указанные месторождения  формируются на значительных глубинах, где при содержании в базальтовой магме хотя бы 1% диоксида титана в процессе медленной ее кристаллизации возможно образование участков, значительно обогащенным этим диоксидом и представляющих собой месторождения титановых руд.

Богатые и крупные месторождения этого типа встречаются в глубоко эродированных поясах.

Месторождения титана экзогенного  типа приурочены к массивам, подверженным глубокому химическому выветриванию древних метаморфогенных комплексов, содержащих устойчивые соединения титана. В процессе формирования таких месторождений первоначально создаются остаточные элювиально-делювиальные месторождения не обогащенных устойчивыми минералами титана породы, а затем при размыве горных этих кор выветривания формируются богатые россыпи титановых минералов. В структурно-геологическом отношении для поисков богатых и крупных месторождений титана благоприятными являются современные или древние образования прибрежных морских равнин.

Метаморфогенные месторождения титана часто приурочены к титанорудным районам с наличием в них магматогенных и экзогенных месторождений.

Таким образом, целью работы является изучение технологии производства и потребительских свойств труб сварных из титана и титановых сплавов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Применение труб сварных из титана и титановых сплавов в сфере производства и потребления.

 

Благодаря высокой  коррозионной стойкости титан и  его сплавы широко используются в химической промышленности: теплообменники и выпарная аппаратура, реакторы, скрубберы, сушилки, разделительные колонны, емкости, насосы, прочее оборудование. Примерно 30% титана расходуется на изготовление коммуникаций из титана, применяемых в химической промышленности, используется в хлорном производстве.

Широкое применение титан находит в производстве искусственного волокна, красителей, азотной кислоты, синтетических жирны кислот, хлорированных углеводородов, кальцинированной соды, в хлорорганическом синтезе, во многих агрессивных средах.

Большой интерес  вызывает применение фасонного литья  для изготовления титановых насосов и запорной арматуры.

В мировой практике трубы из титана широко применяют  в нефтяной промышленности.

В судостроении с увеличением размеров кораблей требуются все более мощные турбинные двигатели, паровые котлы и конденсаторы.

По объему применения титана цветная металлургия занимает второе место среди гражданских отраслей промышленности. Наибольшее распространение титановое оборудование получило на предприятиях кобальтово-никелевой и титаново-магниевой промышлености, а также в производстве меди, цинка, свинца, ртути и других металлов.

Титан применяется  в качестве элемента, повышающего  твердость алюминиевых сплавов, и модификатора, позволяющего получать мелкозернистую структуру металла.

Добавки титана повышают качество чугуна и стали. Отдельно или с другими элементами титан применяется как раскислитель при производстве многих низколегированых и углеродистых сталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Классификационные  признаки труб сварных из титана  и титановых 

сплавов.

 

По составу  титановые сплавы подразделяются в зависимости от характера легирующего элемента как упрочнителя сплавов. Если обозначить элементы а-стабилизаторы — А; β-эвтектоидные стабилизаторы — В_э; β-изоморфные стабилизаторы — В_и, нейтральные упрочнители — N, то возможны следующие типы титановых сплавов:

• Ti — A;
• Ti — А — В_э — N;
• Ti— А — В_э;
• Ti —А —Вэ;
• Ti —А —Вн, —В;
• Ti — А — Вэ— N;
• Ti — А— Вн — В_э —N.

По химическому  составу титан классифицируют на:

• титан легированный алюминием, с содержанием алюминия до 15%;
• титан легированный марганцем, с содержанием марганца до 10%;
• титан легированный молибденом, с содержанием молибдена до 5%;
• титан легированный циркониевый, с содержанием циркония до 5%;
• титан легированный вольфрамом, с содержанием вольфрама до 10%;

По способам производства деталей различаются деформируемые и литейные титановые сплавы.

Трубы в зависимости  от показателей качества изготовляют групп Аи Б.

Трубы группы А  изготовляют в отожженном состоянии  с травленой поверхностью.

Трубы группы Б  изготовляют без термической  обработки непосредственно после сварки без травления поверхности.

По длине  трубы изготовляют:

немерной длины  от 1,0 до 6,0 м;

мерной и  кратной мерной длины  в  пределах немерной.

 

 

 

ТН  ВЭД

Раздел XV - недрагоценные металлы и изделия из них

Группа 81 - прочие недрагоценные металлы, металлокерамика, изделия из них

Позиция 8108 - титан и изделия из него, включая отходы и лом:

Субпозиция 810890 - прочие:

Подсубпозиция 810890600 - трубы и трубки:

 

ОКПРБ

Секция D - продукция перерабатывающей промышленности

Подсекция DJ - металлы основные и готовые металлические изделия

Раздел 27 - металлы основные

Группа 27.4 - металлы драгоценные основные и прочие цветные металлы

Класс 27.45 - изделия из прочих цветных металлов

Категория 27.45.3 - металлы цветные прочие и изделия из них; керметы, зола и остатки, содержащие металлы или соединения металлов

Подкатегория 27.45.30 - металлы цветные прочие и изделия из них; керметы, зола и остатки, содержащие металлы или соединения металлов

Вид 27.45.30.4 - титан и изделия из него, включая отходы и лом, кроме карбида титана; цирконий и изделия из него, включая отходы и лом, кроме карбида циркония; сурьма и изделия из нее, включая отходы и лом, кроме карбида сурьмы

Подвид 27.45.30.430 - титан и изделия из него, включая отходы и лом, кроме карбида титана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Потребительские свойства труб сварных из титана и титановых

сплавов.

 

 

Основными потребительскими свойствами титана служат:

• способность окисляться, окись, которая образуется на титана.
• легкая обработка данного материала, что позволяет применять технологии, энергосберегающие технологии и значительно облегчать труд работников. А также это позволяет создавать очень большой ассортимент изделий из титана.

Основными потребительскими свойствами титановых сплавов служат:

• легированных молибденом, вольфрамом и другими тугоплавкими металлами – имеет низкие механические свойства, имеет хорошие антикоррозионные свойства, удовлетворительно обрабатываются резанием (в закаленном и состаренном состояниях) и хорошо свариваются точечной сваркой.
• легированные марганцем – имеет меньшую пластичность, обладают чувствительностью к концентраторам напряжений и пониженной коррозионной стойкостью под напряжением. У них меньше предел выносливости и сопротивляемости повторным нагрузкам. Хорошо обрабатываются резанием и свариваются точечной сваркой.
• легированные алюминием – обладают высокой пластичностью при температурах ковки и штамповки, удовлетворительными литейными свойствами, позволяющими получить качественные слитки.

Важнейшими  примесями-упрочнителями титановых сплавов являются Al, Si, Fe, Mn, Mr, Cr, V. При расчетах принимают, что упрочнение от введения 1 % элемента составляет (МПа 10^-1):

Mn –13; Fe –1; Al –  7; Mo – 6; Cr – 6; V – 6,3; Zr –3; Sn –  2.

Практически все  титановые сплавы имеют в составе  А1, так как он дешевый и доступный элемент, имеет малую плотность, благодаря чему повышается удельная прочность сплавов. Алюминий эффективно упрочняет а-, (а+β) и β-сплавы титана, повышает жаростойкость.

Для титановых  сплавов алюминий имеет эквивалентное  значение углероду в сплавах железа.