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钛合金板钛合金管焊接工艺规范
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钛合金板钛合金管焊接工艺规范

发布时间 :2021-10-19 17:55:39 浏览次数 :

一、钛及钛合金板材焊接规范

1、适用范围

1)本节规定适用于船舶或海洋工程用厚度在 3mm 及以上的钛合金板。

2)采用本节规定以外的钛合金板,应将其化学成分、力学性能和应用场合等资料提交 CCS 审核,经同意后,可按公认的有关标准验收。

2、制造

1)钛合金板应由经 CCS 认可的工厂生产。

2)除本节规定以外,钛合金的制造和试验应符合本篇第 1 章和第 2 章的有关规定。

3)钛合金的熔炼应在真空条件下进行。若采用真空自耗炉重熔冶炼,其自耗电极禁止使用钨极氩弧焊焊接,且其熔炼次数应不少于 2 次,以保证材料的化学均匀性。

4)钛合金板通常应采用轧制方法制造。

5)除合同规定外,钛合金板通常以退火态交货。

3、表面质量

1)板表面不应有影响使用的缺欠,如裂纹、起皮、氧化皮、折皱、金属或非金属夹杂物、过碱洗痕迹等。

2)钛合金板的产品边缘应平齐、无毛刺、外形尺寸和公差范围应符合 CCS 接受的有关技术条件。

3)轻微的表面缺陷允许打磨去除。打磨一般应以轧制方向进行,打磨后的表面应形成平滑过渡,且厚度不低于技术条件所规定的最小厚度。不允许采用焊补的方法修整表面缺陷。

4、化学成分

钛合金铸锭厂应对每炉产品进行熔炼化学成分分析。化学成分应满足表一的要求。

表一     钛合金的化学成分(%)

注:表中数据除有区间的表示外,其他值均为最高限值。

5、力学性能

1)应在每批(同一炉号、同一制造方法、同一厚度、同一热处理炉次)的板中至少抽取 1 张(当 一批板多于 4 张时,应抽取 2 张板),在板材的端部距板边约 1/4 板宽处切取一个试料。

2)每块试料中应按如下要求制取1 个拉伸试样和1 组3 个夏比冲击试样(对板厚大于 10mm者) 和 2 个弯曲试样:

(1) 拉伸试样应采用本篇第 2 章表 2.2.2.1 中序号 1 的板状比例试样(但试样宽度可为 12.5mm P7 试样);对厚度大于 40mm 者也可采用序号 2 的圆棒形比例试样(但试样直径可为 5mm),此时试样的轴 线应位于板的 1/4 厚度处;

(2) 对板的厚度不大于 40mm 时,冲击试样应为试样边缘距板轧制表面不大于 2mm 处;若产品厚 度超过 40mm 时,试样的轴线应位于板材的 1/4 厚度处。试样轴线应垂直于轧制方向,试样的缺口应垂 直于轧制面;

(3) 2 个弯曲试样的受拉面应至少各保持一个原轧制面,且其轴线应垂直于轧制方向。试样宽度为 15mm,对于厚度超过 5mm 的板,可单面减薄至 5mm。

3)力学性能的试样制备和试验应按本篇第 2 章相关规定进行。弯曲试验应使板两个轧制面均 受到试验。

4)钛合金的力学性能应满足表二的规定。

表二  钛合金的力学性能

6、无损检测

1)若合同规定对板应进行无损检测时,应按合同要求进行无损检测。

7、标识与证书

1)板制造厂对检验合格的每一件钛板(薄板可叠放打包)在一个位置处清晰地标出 CCS 检验标 识和下列标记:

(1) 制造厂名;

(2) 材料的牌号和交货状态;

(3) 能够追溯钛材全部生产过程的编号或缩写;

(4) 如订货方有要求时,可标上订货合同号或其他识别标记。

2)每批板应附有材料的合格证书。合格证书应至少包括下列内容:

(1) 订货方名称和合同号;

(2) 材料的牌号、炉批号和交货状态;

(3) 材料的规格和数量;

(4) 材料化学成分和力学性能。

二、钛及钛合金管

1、一般规定

1)本节规定适用于船舶和海洋工程一般用途的钛及钛合金管

2)采用本节规定以外的钛及钛合金管,应将其化学成分、力学性能和应用场合等资料提交 CCS 审核,经同意后,可按公认的有关标准验收。

2、制造

1)钛及钛合金管应由经 CCS 认可的工厂生产。

2)除本节规定以外,钛合金管的制造和试验应符合本篇第 1 章、第 2 章和第 4 章的有关规定。

3)钛及钛合金的熔炼应在真空条件下进行。若采用真空自耗炉重熔冶炼,应采用 2 次或以上 的重熔工艺,以保证材料的化学成分均匀性和组织均质性,并降低氧化和氮化夹杂物水平。

4)钛合金管可采用轧制、焊接或焊接加轧制的方法制造。

5)焊接管可以退火态的轧制板带卷制后,用 TIG 焊或 MIG 方法焊接而成。若需采用填充材 料时,采用的填充材料应与母材相适应。

6)钛及钛合金管的制造质量应符合本规范本篇第 4 章 4.1.3 的相关规定。

3、热处理

1)除合同另有规定外,钛及钛合金管应以退火态交货。

2)对于冷轧加工的管,通常应在不低于 540℃的温度下进行退火;对热加工的管,若加工终 止温度不低于 760℃时,可不必进一步热处理。

4、化学成分

钛合金铸锭厂应对每炉产品进行熔炼化学成分分析。化学成分应满足表三的要求。

表三   钛和钛合金管的化学成分 (%)

注:表中数据除有区间的表示外,其他值均为最高限值。

5、力学性能

1)钛管和钛合金管可按批进行检查和试验。每批管材应由同一炉号、同一制造方法、同一规格、同一热处理炉次的钛管组成。

每批管材中按 2%的比例随机抽取不少于 2 根,按下述要求进行取样试验:

(1) 每根管取一个拉伸试样和一个压扁试样;

(2) 当订货方有要求,每根管截取一个弯曲试样。

2)拉伸和压扁试验的试样和试验应符合本篇第 2 章的有关规定。压扁试验时,当管径小于等 于 25.4mm 时,压扁系数取 0.04;对管径大于 25.4mm 时,压扁系数取为 0.06。对 TA10 合金,压扁系 数取为 0.04。

3)钛及钛合金管的力学性能应满足表四的规定。

表四  钛及钛合金管的力学性能

6、无损检测与液压检测

1、所有钛和钛合金管均应在制造厂进行无损检测和液压试验。2、无损检测可按公认标准(如 GB/T 12969)的规定进行涡流或超声波检测。

3、如无合同规定,液压试验的压力可按下述公式确定。但一般对管径不超过 76mm 的管,试 验压力不必超过 17.2MPa;对管径超过 76mm 的管,试验压力也不必超过 19.3MPa。

式中: P ――试验压力,MPa;

k ――试验压力系数,对无缝管取 1,对焊接管取 0.85;

S ――管子的许用应力,一般取材料规定非比例延伸强度最小值的 50%,MPa;

t ――管壁厚度,mm;

D――管的名义外径,mm。

4、液压试验时,试验压力应保持至少 5s,管材应不出现畸变或泄漏。

7、标识与证书

1)制造厂应在检验合格的每一根钛管或钛合金管上清晰地标出 CCS 标识和下列标记:

(1) 制造厂名或商标;

(2) 材料的牌号和规格;

(3) 能够追溯钛管全部生产过程的编号或缩写。

2)每批管应附有材料的合格证书。合格证书应至少包括下列内容:

(1) 订货方名称和合同号;

(2) 材料的牌号、炉批号和交货状态;

(3) 材料的规格和数量;

(4) 材料化学成分和力学性能。

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