Titāna cauruļu veidgabali, kas pakļauti paaugstinātai temperatūrai, veido cietu, ar skābekli bagātu{0}} virsmas slāni, kas pazīstams kāalfa{0}}kaste. Šī piesārņojuma zona veidojas, kad skābeklis izkliedējas metāla režģī temperatūrā, kas pārsniedz aptuveni 540 grādus (1000 grādi F), stabilizējot sešstūrainu alfa fāzi un izveidojot trauslu, zemu elastību. Alfa-korpusa biezums normālos ražošanas ciklos reti pārsniedz dažas milimetru desmitdaļas, tomēr pat sekls piesārņots slānis darbojas kā plaisas rašanās vieta stiepes vai cikliskas slodzes ietekmē. Pilnīga, vienmērīga noņemšana atjauno virsmas integritāti, stingrību pret lūzumiem un izturību pret koroziju, kā arī novērš aizkavētās atteices, kas bieži tiek nepareizi diagnosticētas kā materiāla defekti.
Titāna cauruļu ražošanā alfa{0}}cauruļu un oksīda nogulšņu noņemšanai dominē trīs metodes:mehāniskā slīpēšana, skābes kodināšana un ķīmiskā frēzēšana.Katra metode pieprasa vietu ražošanā atkarībā no ģeometrijas, partijas lieluma un pieņemšanas kritērijiem. Tomēr efektivitātes jautājumu nevar reducēt tikai uz krājumu izņemšanas ātrumu. Patiesa efektivitāte līdzsvaro noņemšanas viendabīgumu, izmēru pielaidi, ūdeņraža uzņemšanas-risku un pārstrādes ātrumu uz sarežģītām iekšējām virsmām, kas raksturīgas līkumiem, reduktoriem un atzaru izvadiem.
mehāniskā slīpēšana
Lai fiziski noņemtu piesārņoto slāni, mehāniskajā slīpēšanā tiek izmantotas abrazīvas lentes, atloku riteņi vai karbīda urbumi. Uz taisnām cauruļu ārpusēm vai atloku virsmām šī metode nodrošina tūlītēju redzamību. Operatori var izjaukt krāsas izmaiņas un pārbaudīt progresu, pārbaudot krāsas caurlaidības līdzekli. Tomēr titāna zemā siltumvadītspēja koncentrē berzes siltumu slīpēšanas zonā. Ja vietējā temperatūra atkal pārsniedz 540 grādu oksidācijas slieksni, zem tikko atklātā metāla var veidoties jauns ar skābekli bagātināts slānis. Arī manuāla slīpēšana reti nodrošina vienmērīgu biezuma noņemšanu; alfa{7}}kastes paliekas bieži paliek spraugās, saknes{8}}iziet metinātās šuves un ciešos-rādiusa līkumos, kur ritenis nevar sasniegt. 3D cauruļu savienotājelementiem, piemēram, T-veida armatūrai ar aizmugures izgriezumiem, mehāniskā slīpēšana negarantē pilnīgu piesārņojuma noņemšanu. Tas ir -ietilpīgs, ģeometriski-ierobežots un var iestrādāt alumīnija oksīda vai silīcija karbīda fragmentus titāna virsmā-, kas ir nepieņemams rezultāts pusvadītāju{16}}pakāpes vai kosmosa šķidrumu sistēmām.
Skābā kodināšana
Skābajā kodināšanā tiek izmantots slāpekļ-fluorūdeņražskābes maisījums, parasti 20–40% HNO₃ un 1–5% HF, kontrolētā temperatūrā no 25 līdz 50 grādiem. HF izšķīdina oksīdu un daļu titāna metāla, savukārt HNO₃ novērš pārmērīgu ūdeņraža absorbciju, saglabājot pasivējošu oksidēšanas potenciālu. Kodināšanas ātrums var pārsniegt 0,02 mm minūtē, ātri novēršot alfa{10}}apmetumu un karstuma nokrāsu uz pieejamām virsmām. Process arī noņem trampīgo dzelzi un citus izsmērējušos piesārņotājus. Galvenā kļūme ir ūdeņraža uzņemšana. Kad HNO₃:HF attiecība nokrītas pārāk zema vai vannas temperatūras paaugstināšanās, atomu ūdeņradis izkliedējas titānā, sabojājot režģi. Pat labi-kontrolēta kodināšanas vanna var ievadīt ūdeņradi virs 0,015% masas robežas, ja iegremdēšanas laiks tiek pagarināts. Pēc kodināšanas Turklāt skābā kodināšana vienmērīgi uzbrūk visiem atklātajiem metāliem tikai redzamības zonā; ēnotās iekšējās ejas vai vītņoti savienojumi var parādīties zem-marinēšanas vai pēc izmēra atšķaidīšanas. Atkritumu skābju apsaimniekošana un titāna jonu piesārņojuma ierobežojumi palielina vides apstrādes izmaksas.
Ķīmiskā frēzēšana
Ķīmiskā frēzēšana-dažkārt saukta par ķīmisko frēzēšanu vai kontrolētu ķīmisko apstrādi-piedāvā principiāli atšķirīgu mehānismu. Tā vietā, lai veiktu agresīvu kodināšanu, tajā tiek izmantotas pastas vai zemākas -aktivitātes šķīdumi, kas tiek uzklāti ar precīziem maskētājiem un noteikta laika iegremdēšana, lai noņemtu iepriekš-aprēķinātu metāla biezumu. Šis paņēmiens ir standarts aviācijas un kosmosa titāna spiedtvertnēs un lidmašīnu korpusu apvalkos, kur alfa{6}}kastes noņemšanas dziļums ir jāsertificē, izmantojot kuponu uzraudzību. Ķīmiskā frēzēšana vienmērīgi noņem metālu pat no sarežģītām iekšējām ģeometrijām un aklo dobumiem, ja šķīduma plūsma var tos sasniegt. Mūsdienīgie titāna ķīmiskie malšanas šķīdumi bieži vien ir nitrātu-bāze ar fluora piedevām un patentētiem inhibitoriem, kas buferē metāla šķīšanas ātrumu, vienlaikus katodiski ierobežojot ūdeņraža veidošanos. Ātrums ir lēnāks nekā kodināšana ar neapstrādātu skābi, parasti 0,01–0,03 mm stundā, taču noņemšana ir izotropiska un izmēru ziņā stabila. Ūdeņraža absorbcija tiek samazināta līdz minimumam, saglabājot elektroķīmisko potenciālu pasīvajā reģionā; ūdeņraža saturs pēc-maļas malšanas parasti paliek zem 0,005%, ja šķīduma kontrole ir precīza. Galvenās inženiertehniskās izmaksas ir maskas uzklāšana un noņemšana, kā arī vannas ķīmijas analītiskā apkope. Kritiskām titāna cauruļu veidgabaliem ar maziem-urbuma iekšējiem rādiusiem ķīmiskā frēzēšana ir vienīgais process, kas var droši noņemt 100% alfa{20}}caurules, mehāniski nesabojājot plāno sienu vai neatstājot noguruma{21}}profilu.
Efektivitātes salīdzināšana pēc laika-no-daļēji dod priekšroku skābēšanai. Kodināšanas vanna no metināšanas līkuma parasti alfa{3}}noņem lietu 15–30 minūšu laikā, savukārt ķīmiskā frēzēšana var prasīt vairākas stundas. Bet, ja efektivitātes faktori ietver metāllūžņu daudzumu, pārstrādi, papildu vakuuma degazēšanu un ilgtermiņa -pakalpojuma uzticamību, ķīmiskā frēzēšana vienmēr ir labāka. Mehāniskā slīpēšana ir viszemākā jebkuram armatūrai, kurai ir iekšējās kontūras vai nepieciešama izsekojama procesa kontrole. Tas joprojām ir noderīgs lielu, vienkāršu komponentu kosmētiskajam remontam, pēc kura biezuma pārbaude ar ultraskaņas mērītāju var pamatot piesārņojuma noņemšanu.
Procesa izvēle ir atkarīga no pieņemšanas standarta. AMS 2700, ISO 8080 un ASTM B600 visi sniedz norādījumus par titāna ķīmisko atdalīšanu un pasivēšanu. Efektīva darbība nosaka apstiprinājumu/neatbilstību nevis ar krāsas maiņas izzušanu, bet gan ar apstiprinājumu, ka trauslais alfa{5} apvalka slānis ir aizstāts ar tīru metālu ar mazāk nekā 200 ppm ūdeņraža pieaugumu. Lietojumprogrammām, kurās nepieciešama pilnīga alfa-korpusa klīrenss uz visām virsmām-augsta{10}}cikla noguruma aviācijas un kosmosa līnijām, zemūdens izpildmehānismiem vai medicīniskiem izotopu pārneses cauruļvadiem-ķīmiskās frēzēšanas stendi ir visuzticamākā, pārbaudāmākā un materiālu{12}}drošākā izvēle. Vannas ķīmijai, temperatūrai un šķīduma analīzei ir jāpaliek stingrā statistiskā procesa kontrolē, un, lai noņemtu adsorbēto ūdeņradi, ir ieteicams pēc-maļas mitruma{15}}cepšanas ciklu. Šādos apstākļos ķīmiskā frēzēšana nodrošina augstāko kopējo procesa efektivitāti: vienmērīgu virsmas kvalitāti, stingru ūdeņraža kontroli un nulles nepieciešamību pēc sekojoša mehāniskā maisījuma remonta.
