
Titanové potrubní tvarovky vystavené zvýšeným teplotám vytvářejí tvrdou, na kyslík-bohatou povrchovou vrstvu, všeobecně známou jakoalfa-případ. Tato zóna znečištění se vytvoří, když kyslík difunduje do kovové mřížky při teplotách přesahujících přibližně 540 stupňů (1000 stupňů F), stabilizuje šestiúhelníkovou uzavřenou -sbalenou fázi alfa a vytváří křehkou, nízkou- tažnost. Tloušťka Al-pouzdra zřídka přesahuje několik desetin milimetru v normálních výrobních cyklech, přesto i mělká kontaminovaná vrstva působí jako místo iniciace trhliny při tahovém nebo cyklickém zatížení. Úplné, jednotné odstranění obnovuje integritu povrchu, lomovou houževnatost a odolnost proti korozi a zabraňuje opožděným poruchám, které jsou často mylně diagnostikovány jako vady materiálu.
Při výrobě titanových trubek dominují tři techniky odstraňování alfa-případů a oxidů:mechanické mletí, moření kyselinou a chemické mletí.Každá metoda si nárokuje místo ve výrobě v závislosti na geometrii, velikosti šarže a kritériích přijetí. Otázku efektivity však nelze omezit pouze na rychlost úběru materiálu. Skutečná účinnost vyvažuje rovnoměrnost odstraňování, rozměrovou toleranci, riziko nasávání vodíku-a rychlost přepracování na složitých vnitřních površích typických pro kolena, redukce a odbočky.



mechanické broušení

Mechanické broušení využívá brusné pásy, lamelové kotouče nebo tvrdokovové otřepy k fyzickému odstranění kontaminované vrstvy. Na rovných vnějších stranách potrubí nebo na čelech přírub nabízí tato metoda okamžitou viditelnost. Operátoři mohou odstranit změnu barvy a zkontrolovat průběh inspekcí penetrantu barviva. Nízká tepelná vodivost titanu však koncentruje třecí teplo v zóně broušení. Pokud místní teploty znovu překročí prahovou hodnotu oxidace 540 stupňů, může se pod čerstvě vystaveným kovem vytvořit nová{5}}vrstva obohacená kyslíkem. Ruční broušení také zřídka produkuje rovnoměrný úběr tloušťky; zbytkový alfa-případ často zůstává uvnitř štěrbin, kořenových-svarových špiček a úzkých- ohybů, kam se kolo nedostane. U 3D tvarovky jako je T-kus se zadními klínky mechanické broušení nezaručuje úplné odstranění kontaminace. Je to{13}}náročné na práci, geometrie-omezené a může do povrchu titanu vkládat úlomky oxidu hlinitého nebo karbidu křemíku-, což je nepřijatelný výsledek pro polovodičové-systémy nebo systémy s kapalinami pro letectví a kosmonautiku.
Kyselé moření

Kyselé moření využívá směs kyseliny dusičné-fluorovodíkové, obvykle 20–40 % HNO3 a 1–5 % HF, při kontrolovaných teplotách mezi 25 a 50 stupni. HF rozpouští oxid a část kovového titanu, zatímco HNO3 zabraňuje nadměrné absorpci vodíku tím, že udržuje pasivační oxidační potenciál. Rychlost moření může překročit 0,02 mm za minutu, čímž se rychle odstraní alfa{10}}pouzdro a tepelný nádech na přístupných površích. Tento proces také odstraňuje usazené železo a další rozmazané nečistoty. Hlavním úskalím je absorpce vodíku. Když poměr HNO3:HF klesne příliš nízko nebo teplota lázně stoupne, atomární vodík difunduje do titanu a zkřehne mřížku. Dokonce i dobře{15}}kontrolovaná mořící lázeň může vnést vodík nad hmotnostní limit 0,015 %, pokud se doba ponoření prodlouží. Po-moření je vakuové žíhání často nezbytné pro rozptýlení vodíku zpět a přidání kompletního tepelného cyklu. Navíc, kyselé moření napadá veškerý exponovaný kov jednotně pouze v přímé viditelnosti; stínované vnitřní průchody nebo závitové spoje se mohou objevit pod{20}}mořením nebo rozměrově ztenčené. Nakládání s odpadními kyselinami a limity kontaminace titanovými ionty zvyšují náklady na ekologickou manipulaci.
Chemické mletí

Chemické mletí-někdy nazývané chemické mletí nebo řízené chemické obrábění- nabízí zásadně odlišný mechanismus. Spíše než agresivní leptání používá formulované pasty nebo roztoky s nižší{3}}aktivitou aplikované s přesnými maskovacími prostředky a časovaným ponořením k odstranění předem-vypočítané tloušťky kovu. Tato technika je standardní v leteckých titanových tlakových nádobách a površích draků letadel, kde musí být hloubka odstranění alfa-pouzder certifikována prostřednictvím sledování kuponu. Chemické frézování odstraňuje kov rovnoměrně i ze složitých vnitřních geometrií a slepých dutin, za předpokladu, že k nim může proudění roztoku dosáhnout. Moderní roztoky pro chemické mletí titanu jsou často na bázi dusičnanů-s přísadami fluoridu a patentovanými inhibitory, které tlumí rychlost rozpouštění kovu a zároveň katodicky omezují tvorbu vodíku. Rychlost je pomalejší než moření surovou kyselinou, typicky 0,01–0,03 mm za hodinu, ale odstraňování je izotropní a rozměrově stabilní. Absorpce vodíku je minimalizována udržováním elektrochemického potenciálu v pasivní oblasti; obsah vodíku po mletí obecně zůstává pod 0,005 %, pokud je kontrola roztoku přesná. Hlavními technickými náklady je aplikace a odstranění maskovacího prostředku plus analytická údržba chemie lázně. U kritických titanových potrubních tvarovek s malými-vnitřními poloměry průměru je chemické frézování jediným procesem, který dokáže spolehlivě odstranit 100 % pouzdra alfa{20}}, aniž by došlo k mechanickému narušení tenké stěny nebo zanechání profilu zářezu se sklonem k únavě.
Porovnání účinnosti striktně podle času-na-části upřednostňuje moření kyselinou. Mořicí lázeň odstraní obecný alfa-případ ze svarového kolena za 15–30 minut, zatímco chemické frézování může vyžadovat několik hodin. Když však faktory účinnosti zahrnují zmetkovitost, přepracování, dodatečné vakuové odplyňování a dlouhodobou-spolehlivost provozu, chemické mletí trvale překonává. Mechanické broušení je nejnižší u jakékoli tvarovky obsahující vnitřní obrysy nebo vyžadující sledovatelnou kontrolu procesu. Zůstává užitečný pro kosmetické opravy velkých, jednoduchých součástí, po kterých může ověření tloušťky ultrazvukovým měřením prokázat odstranění kontaminace.
Výběr procesu závisí na akceptačním standardu. AMS 2700, ISO 8080 a ASTM B600 poskytují pokyny pro chemické odstraňování a pasivaci titanu. Efektivní operace definuje vyhovění/neúspěchu nikoli vymizením zabarvení, ale potvrzením, že křehká vrstva alfa-pouzdra je nahrazena zdravým kovem s přírůstkovým nárůstem vodíku menším než 200 ppm. Chemické frézovací stojany jsou nejspolehlivější, ověřitelnější a materiálově-bezpečnou volbou pro aplikace vyžadující plnou vůli alfa-pouzdra na všech površích-vysoko{10}}cyklové únavové linky, podmořské pohony nebo potrubí pro přenos lékařských izotopů{11}}. Chemie lázně, teplota a analýza roztoku musí zůstat pod přísnou statistickou kontrolou procesu a doporučuje se cyklus pečení po-vlhkosti{15}}po mletí, aby se odstranil veškerý adsorbovaný vodík. Za těchto podmínek poskytuje chemické mletí nejvyšší celkovou efektivitu procesu: rovnoměrnou kvalitu povrchu, přísnou kontrolu vodíku a nulovou potřebu následné mechanické opravy směsi.




