Tubo senza saldatura in titanio 3Al-2.5V - Ispezione e test

Per le applicazioni critiche dei tubi, come quelle aerospaziali, non solo i tubi devono essere di qualità molto elevata, ma i metodi di prova e di ispezione devono garantire il rispetto di tutti i requisiti delle specifiche. I metodi di prova e ispezione devono essere conformi agli standard industriali e le misure devono essere precise e accurate. Per garantire la qualità dei tubi, le specifiche e i metodi di prova devono essere chiaramente definiti nel piano di garanzia della qualità e le registrazioni devono essere riconducibili a ciascun lotto di tubi. Questi registri vengono conservati per molti anni per garantire la tracciabilità nel caso in cui si verifichino problemi durante la vita utile dei tubi.

FD Titanium ha più di 10 anni di esperienza in tubi senza saldatura 3Al-2.5V. soddisfare le specifiche AMS4943, AMS4945. Se avete domande o requisiti, contattateci via e-mail o lasciate un messaggio qui sotto.

Ispezione per Tubo 3Al-2,5 V

Ogni Ogni tubo di ogni lotto viene ispezionato per garantire la conformità alle tolleranze dimensionali, ai requisiti di finitura superficiale e all'assenza di difetti visivi evidenti. Quasi tutte le specifiche richiedono che l'intera lunghezza di ogni tubo sia sottoposta a tutti gli aspetti del processo di ispezione. Solo in rari casi, per i prodotti di qualità idraulica, si ricorre a un piano di campionamento.

Ispezione visiva per tubo 3Al-2,5 V

L'ispezione visiva dei tubi è la prima fase del processo di ispezione. Viene inoltre eseguita nuovamente prima dell'imballaggio come controllo finale per verificare la corretta marcatura, la pulizia e gli eventuali danni da movimentazione che possono essersi verificati dopo l'ispezione iniziale.

I metodi di ispezione delle dimensioni dei tubi possono essere eseguiti con diversi metodi, tra cui: micrometro manuale, calibri ad aria, micrometro laser o test a ultrasuoni (UT). La scelta del metodo di prova dipende dall'importanza delle dimensioni per l'applicazione del tubo. Per i tubi idraulici aerospaziali, dove il controllo dimensionale è importante per le prestazioni del tubo e per la piegatura e il fissaggio dei raccordi, il metodo migliore è l'ispezione tridimensionale a ultrasuoni.

Controllo dimensionale a ultrasuoni per tubo 3Al-2.5V

L'uso dell'ispezione dimensionale a ultrasuoni consente di scansionare l'intera lunghezza del tubo in uno schema a spirale stretto. In questo modo si assicura che le tolleranze dimensionali (diametri e spessore delle pareti) siano rispettate sull'intero tubo. La misurazione con il micrometro è meno costosa dell'UT dimensionale, ma consente di controllare solo il diametro esterno e può misurare lo spessore della parete solo alle estremità del tubo.

Il test a ultrasuoni delle dimensioni prevede il passaggio del tubo all'interno di un bagno d'acqua, in un percorso a spirale tra due trasduttori contrapposti. Il diametro esterno del tubo può essere determinato utilizzando la tempistica precisa delle riflessioni dalle superfici esterne del tubo. Gli stessi fasci sonori penetrano anche nella parete del tubo e misurano lo spessore della parete; anche in questo caso, l'intervallo di tempo tra le riflessioni provenienti dai due lati della parete del tubo è preciso. Un piccolo microprocessore nell'apparecchiatura di ispezione sottrae le due misure dello spessore della parete sui lati opposti del tubo dalla misura di OD per ottenere il diametro interno. I segnali relativi a OD, ID e spessore della parete possono essere visualizzati su uno schermo CRT e registrati su carta o disco magnetico. Presso FD Titanium, l'apparecchiatura spruzza automaticamente qualsiasi parte del tubo che si discosta dai limiti stabiliti con un inchiostro colorato che indica il tipo di deviazione.

Il rilevamento dei difetti viene effettuato con un'unità di ricerca a ultrasuoni, poiché il più grande difetto ammissibile sulla superficie OD è troppo piccolo per essere visto visivamente e anche la superficie interna deve essere scansionata. I difetti ammessi devono avere una profondità inferiore a 0,002 pollici (0,05 mm) e una lunghezza inferiore a 0,060 pollici (1,5 mm). La ricerca dei difetti viene eseguita nello stesso modo del controllo dimensionale a ultrasuoni e può essere eseguita contemporaneamente. Tuttavia, la ricerca dei difetti utilizza quattro trasduttori: due che guardano longitudinalmente, uno in ogni direzione lungo il tubo, e due che guardano circonferenzialmente intorno al tubo, sempre in ogni direzione.

L'apparecchiatura a ultrasuoni viene calibrata rispetto a uno "standard", ossia una sezione di tubo con intagli di dimensioni specifiche prodotti mediante lavorazione a scarica elettrica. Questi intagli nello standard producono una riflessione sonora che viene misurata dall'apparecchiatura. L'ampiezza di queste riflessioni standard costituisce la base per l'accettazione o il rifiuto del tubo. Nel caso della ricerca dei difetti, il percorso a spirale è disposto in modo che il 100% della superficie e del volume del tubo sia scansionato dalle onde sonore in tutte e quattro le direzioni. La quantità di suono riflessa da un difetto nel tubo viene confrontata con quella riflessa dalla tacca nello standard e qualsiasi indicazione superiore al livello stabilito viene contrassegnata dallo spruzzo di inchiostro per essere rimossa durante la fase di taglio a misura. I tubi possono essere ispezionati a ultrasuoni sia per le dimensioni che per i difetti a una velocità fino a 100 metri all'ora, a seconda delle dimensioni del tubo. I tubi che presentano piccoli difetti superficiali o deviazioni dai limiti dimensionali possono talvolta essere rilavorati per correggere la condizione e poi essere sottoposti a una nuova ispezione completa prima dell'accettazione.

Test del lotto per Tubo 3Al-2,5 V

I campioni per le prove distruttive vengono prelevati dal lotto come richiesto dalle specifiche. Per determinare la conformità ai requisiti si utilizza un'ampia gamma di metodi di prova. La frequenza di campionamento varia a seconda del test e delle dimensioni del lotto, ma in genere vengono testati due o tre campioni da ogni lotto per determinare la conformità.

Chimica per Tubo 3Al-2,5 V

Il test del lotto per la chimica è generalmente limitato ai gas interstiziali: ossigeno, azoto e idrogeno. Gli altri elementi di lega e le impurità sono determinati su campioni prelevati dal lingotto da cui è stato prodotto il tubo.

Prove di trazione per Tubo 3Al-2,5 V

Le prove di trazione longitudinale eseguite a temperatura ambiente sono le prove meccaniche più comuni. In questa prova vengono determinati il carico di rottura, il carico di snervamento offset dello 0,2% e l'allungamento a rottura. Il rispetto rigoroso dei requisiti di velocità di deformazione è essenziale per ottenere valori corretti in questa prova. Il carico di snervamento aumenta notevolmente con l'aumento della velocità di deformazione. L'allungamento osservato in una prova di trazione diminuisce al diminuire del diametro del tubo in prova, se non diminuisce anche la lunghezza del calibro, di solito 2 pollici (50 mm). La maggior parte delle specifiche non riconosce l'effetto di questo rapporto di snellezza e specifica lo stesso valore di allungamento per tutti i diametri di tubo. Altre specifiche, come la AMS 5561, specificano valori diversi per i vari diametri. Un altro approccio consiste nel lasciare costante il valore di allungamento, ma variare la lunghezza del calibro utilizzato per determinarlo. In questo caso, il valore della lunghezza del calibro è solitamente quattro volte il diametro del tubo. Il rapporto di snellezza è riconosciuto nella norma ASTM E-8, dove il rapporto tra lunghezza del calibro e diametro del provino viene mantenuto a quattro. I tubi di grande diametro possono essere testati utilizzando un provino di trazione tagliato dalla parete del tubo, come specificato nella norma ASTM E-8 . I campioni di questo tipo forniscono una misura accurata del carico ultimo e del carico di snervamento, ma mostrano valori di allungamento molto più bassi rispetto a quelli che lo stesso tubo presenterebbe se venisse testata l'intera sezione trasversale.

Test di piegatura per Tubo 3Al-2,5 V

La prova di piegatura prevede che il tubo venga piegato di 180 gradi attorno a una matrice per ottenere una forma a U con un raggio centrale pari a tre volte il diametro del tubo. Non sono ammesse crepe o ovalizzazioni eccessive del tubo nella zona di piegatura. Questo test richiede un'attrezzatura molto specializzata per ogni dimensione di tubo da piegare. Per ogni dimensione di tubo da testare sono necessari stampi per formare la curva e mandrini per sostenere l'interno del tubo durante la curvatura. Un gioco eccessivo tra il tubo e il mandrino produce curve scadenti. In alcuni casi, sono necessari mandrini speciali a sfera o ad anello per realizzare le curve richieste. Anche la lubrificazione è importante, così come la tecnica e l'attrezzatura. Il test viene eseguito su un'apparecchiatura dello stesso tipo di quella utilizzata per la piegatura dei tubi idraulici.

Prova di brillamento per Tubo 3Al-2,5 V

Spesso viene specificata una prova di svasatura in cui si forma un'estremità a forma di cono sull'estremità del campione di tubo. Il requisito abituale è quello di ottenere un'espansione di un certo diametro con un determinato angolo di cono senza evidenziare alcuna fessurazione quando il campione viene osservato con un ingrandimento di 5X. Le configurazioni di svasatura sviluppate per l'acciaio o l'alluminio sono state prese come riferimento nelle prime specifiche per il titanio. Tuttavia, le configurazioni assunte dal titanio quando viene svasato su un cono erano in realtà molto diverse da quelle dell'acciaio o dell'alluminio a causa della forte anisotropia dei tubi in lega di titanio. Il raggio alla radice del cono di svasatura deve essere maggiore per tenere conto del comportamento anisotropo del titanio. La prova di svasatura è uno dei requisiti per i quali è necessario considerare lo spessore della parete. La svasatura può essere eseguita con una varietà di tecniche e apparecchiature, ognuna delle quali effettua una diversa valutazione della duttilità in virtù del modo in cui il metallo viene deformato per produrre la svasatura. Poiché i raccordi di tipo svasato non sono più molto diffusi, il test è di interesse limitato, anche se fa ancora parte di molte specifiche.

Test di appiattimento per Tubo 3Al-2,5 V

Come indice di duttilità si utilizza anche la prova di appiattimento. In questo caso, una sezione trasversale completa del tubo o una mezza sezione viene appiattita tra piastre parallele fino a raggiungere una dimensione specifica tra le piastre. Anche in questo caso, il criterio di accettazione è l'assenza di cricche se osservate con un ingrandimento da 5 a 20X. Questo test, come il test di flare, presenta problemi di esecuzione e interpretazione. La provetta non rimane sempre a contatto con le piastre parallele mentre viene appiattita, ma tende a formare una curva inversa al centro della sezione, come mostrato nella Figura 7-5. In questa zona si formano delle cricche e il criterio di accettazione è l'assenza di cricche quando viene osservata con un ingrandimento da 5 a 20X. In questa regione si formano delle cricche ed è prassi comune terminare l'appiattimento quando inizia a verificarsi la curvatura inversa. I tubi con pareti relativamente spesse sono particolarmente soggetti al fenomeno della curvatura inversa. Anche la lubrificazione e la preparazione dei bordi dei campioni divisi influenzano fortemente i risultati di questa prova, poiché modificano i modelli di deformazione nel campione di tubo.

Test di pressione per Tubo 3Al-2,5 V

La prova di resistenza alla pressione è un altro requisito comune per i tubi idraulici. In questa prova un campione del tubo viene pressurizzato internamente per produrre una sollecitazione nel tubo ben superiore a quella che si verificherà in servizio. Dopo la pressurizzazione, il campione viene esaminato per verificare la presenza di rigonfiamenti o altri segni localizzati di cedimento. Lo scoppio durante la prova costituisce ovviamente un fallimento. Una variante di questa prova, in cui il tubo viene pressurizzato fino al cedimento e viene registrata la pressione di cedimento o la sollecitazione di cedimento calcolata, viene utilizzata meno frequentemente. Anche in questo caso, quando si incontrano campioni con pareti spesse, le pressioni possono essere limitate a circa 20.000 psi (138 MPa), perché i semplici raccordi terminali non sono in grado di sopportare pressioni superiori.

Test di pulizia per Tubo 3Al-2,5 V

I test di pulizia che richiedono di dividere a metà longitudinalmente un campione del tubo finito e di inciderne una metà in acido per confrontarla con la metà prodotta sono un test comune per la contaminazione superficiale. Questo test ricorda i tempi passati, quando i forni a vuoto non erano così affidabili nel mantenere l'assenza di ossidazione durante il trattamento termico come i forni a vuoto attuali.

Rapporto di deformazione contrattile (CSR) per Tubo 3Al-2,5 V

La profonda influenza della struttura cristallografica sulle proprietà dei tubi rende questa proprietà molto importante, come discusso nella Sezione 5. La determinazione del CSR è un test relativamente nuovo che viene ora utilizzato per specificare la struttura nelle specifiche dei prodotti. Il rapporto di deformazione contrattile, o CSR, viene determinato mediante accurate misurazioni effettuate su un provino di trazione. Il provino viene rivestito con inchiostro di layout e le linee circonferenziali vengono incise nell'inchiostro a intervalli di un pollice. Le linee longitudinali sono tracciate con incrementi di 90 gradi per orientare le misure del diametro. La distanza tra gli anelli circonferenziali viene accuratamente misurata con l'approssimazione di 0,0005 pollici (0,01 mm). I diametri vengono misurati con l'approssimazione di 0,0001 pollici (0,0025 mm). Il campione viene quindi sottoposto a una tensione in una macchina di trazione fino al 4% di allungamento. Dopo aver rimosso il campione dalla macchina di prova, le misure vengono ripetute. La precisione nell'incidere le linee e nell'effettuare le misurazioni è essenziale per ottenere risultati riproducibili. La Figura 7-6 illustra un dispositivo per incidere e misurare il provino. Un micrometro laser è un metodo molto comodo e accurato per determinare il diametro medio preciso del campione. Le misure del diametro devono essere effettuate con l'approssimazione di 0,0001 pollici (0,0025 mm), poiché questa misura ha il massimo effetto sul valore dell'RSI composto. Le misurazioni con un normale micrometro manuale non sono sufficientemente precise per questa prova. Il rapporto di deformazione contrattile è la deformazione plastica in direzione circonferenziale divisa per la deformazione plastica in direzione dello spessore. La deformazione circonferenziale viene misurata direttamente come variazione del diametro, ma la variazione dello spessore della parete è troppo piccola e difficile da misurare con precisione, quindi viene calcolata in base alle deformazioni longitudinali e circonferenziali e all'ipotesi che il volume del provino rimanga costante. Il metodo di prova CSR è specificato nella norma AS 4076.

Test metallurgici per Tubo 3Al-2,5 V

La microstruttura del materiale del tubo è talvolta specificata come granulometria in conformità alla norma ASTM E-112 o semplicemente come test per l'identificazione di grandi grani alfa stabilizzati, che indicano la contaminazione da ossigeno. I tubi in lega di titanio lavorati a freddo e sottoposti a stress hanno una microstruttura complessa simile a un flusso che non si presta a essere valutata in base alle tabelle di granulometria ASTM o ai metodi alternativi ampiamente utilizzati per altri materiali. La struttura del tubo è allungata a causa della lavorazione a freddo e complica l'interpretazione. Se la struttura è una proprietà importante, è necessario stabilire una serie di strutture standard comparative per garantire l'ottenimento delle caratteristiche desiderate.

Scelta dei test per Tubo 3Al-2,5 V

La scelta delle prove che riflettono correttamente i requisiti di servizio dell'applicazione è un compito complesso, poiché possono essere specificate molte combinazioni. Ovviamente, all'aumentare della resistenza specificata, si riduce la duttilità. La duttilità, misurata dalla prova di trazione, dalla prova di svasatura e dalla prova di appiattimento, è molto diversa. Ciascuna rappresenta la duttilità in una direzione diversa. Il titanio è un materiale anisotropo e la fabbricazione dei tubi accentua questa caratteristica. Le proprietà meccaniche sono molto diverse in direzione longitudinale rispetto a quelle riscontrate in direzione circonferenziale. I requisiti di prova devono essere adattati all'applicazione finale per ottenere tubi dalle prestazioni ottimali. Troppo spesso questo aspetto è stato trascurato nell'ambito dell'ingegneria degli approvvigionamenti, dove un'unica specifica viene utilizzata per molte applicazioni diverse. Un'ampia varietà di proprietà può essere fornita nei tubi in titanio quando le esigenze dell'applicazione sono rese note al produttore di tubi.