Титановый уголок неравнополочный в Минске

Титановый уголок неравнополочный: сортамент, сплавы и применение

Титановый уголок неравнополочный вид фасонного проката с поперечным сечением в форме буквы Г, у которого ширина полок отличается. Профиль производится методом горячей деформации на сортовых станах или методом прессования. Геометрия нормируется по ГОСТ 22897-86, который регламентирует размеры полок от 2015 мм до 8060 мм, толщину металла от 2 до 8 мм и радиусы сопряжения внутренних углов.

В отличие от равнополочного сортамента, неравнополочный уголок обеспечивает более высокую жесткость при изгибе в направлении большей полки. Это позволяет снизить массу металлоконструкции без потери несущей способности. Момент сопротивления относительно оси, параллельной меньшей полке, увеличивается пропорционально соотношению габаритов, что делает профиль востребованным в узлах с односторонним нагружением.

Материалы и механические характеристики

Для производства титановых уголков применяются деформируемые сплавы на основе титана, которые подбираются по условиям эксплуатации:

• ВТ1-0 технически чистый титан с пределом прочности от 345 до 490 МПа, используется для коррозионностойких элементов без высоких механических нагрузок;
• ОТ4 и ОТ4-1 сплавы системы Ti-Al-Mn с пределом прочности от 590 до 735 МПа, сохраняют пластичность при сварке и штамповке;
• ВТ20 высокопрочный сплав с пределом прочности от 930 до 1130 МПа, применяется для силовых элементов, работающих при температурах до 450C;
• 3М и 5В морозостойкие модификации, сохраняющие ударную вязкость при температурах до 70C.

Предел текучести материала составляет от 275 до 980 МПа в зависимости от марки и термической обработки. Относительное удлинение при разрыве от 10 до 25%. Плотность титановых сплавов (от 4,5 до 4,6 г/см) почти вдвое ниже стали, что обеспечивает выигрыш в массе при равной прочности.

Технология производства и допуски

Горячекатаные уголки изготавливаются на непрерывных и реверсивных станах с нагревом заготовки до температур от 950 до 1150C. Прессованные профили получают на горизонтальных гидравлических прессах усилием от 15,7 до 49 МН с коэффициентом вытяжки от 8 до 40. После деформации изделия подвергают правке на роликоправильных машинах и травлению в растворах плавиковой и азотной кислот для удаления окалины и насыщенного кислородом слоя.

Предельные отклонения по длине полок составляют 1,5 мм, по толщине от +0,4 до 0,3 мм. Кривизна профиля не превышает 0,2% от длины. Скручивание вокруг продольной оси допускается не более 2 на метр. Меры длины от 2 до 6 метров, по согласованию возможна поставка мерной длины с допуском 50 мм.

Коррозионная стойкость и рабочие среды

Титановые уголки формируют на поверхности плотную оксидную пленку TiO толщиной от 5 до 15 нм, которая обеспечивает пассивное состояние металла. Скорость коррозии в морской воде не превышает 0,005 мм/год, в атмосферных условиях 0,001 мм/год. Материал устойчив к воздействию:

• минеральных кислот серной (до 5%), азотной (до 65%), соляной (до 3%) при температуре до 40C;
• щелочных растворов любой концентрации;
• хлоридов, включая морскую воду и рассолы;
• органических кислот и агрессивных газовых сред.

При температурах выше 120C в концентрированных кислотах возможна активация коррозии, поэтому для таких сред применяют сплавы с добавками палладия (ВТ1-0П) или молибдена (ВТ14).

Применение в промышленности

Неравнополочные титановые уголки востребованы в отраслях, где сочетание коррозионной стойкости и удельной прочности критично:

• Химическое машиностроение элементы колонн, теплообменников, реакторов, работающих с агрессивными средами при давлении от 0,6 до 4,0 МПа;
• Судостроение набор корпуса, шпангоуты, стрингеры быстроходных судов и подводных аппаратов;
• Авиастроение силовые элементы планера, узлы крепления двигателей, работающие при температурах от 60 до +350C;
• Энергетика конструкции градирен, трубопроводы пароконденсатных трактов, элементы систем водоподготовки;
• Целлюлозно-бумажная промышленность оборудование отбельных цехов, контактирующее с хлорсодержащими реагентами.

Сортамент и геометрические параметры

Момент сопротивления указан относительно оси, параллельной меньшей полке. Для расчета несущей способности сварных рамных конструкций учитывают также радиус инерции сечения, который для типовых размеров составляет от 0,7 до 2,1 см.

Сварка и механическая обработка

Соединение титановых уголков выполняется аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом (TIG) с присадочной проволокой того же химического состава. Защита сварочной ванны и нагретой зоны обеспечивается аргоном высокой чистоты (не менее 99,98%). Для толщин свыше 6 мм применяют двухстороннюю сварку или электронно-лучевую сварку в вакууме. После сварки зона термического влияния имеет предел прочности не ниже 90% от основного металла.

Механическая обработка профилей выполняется твердосплавным инструментом с подачей СОЖ. Резка на мерные длины производится абразивными кругами или ленточными пилами с биметаллическим полотном. Отверстия под крепеж сверлят с охлаждением эмульсией, скорость резания от 15 до 25 м/мин.

Вопросы и ответы (FAQ)