أنابيب وأنابيب التيتانيوم Gr 1 لصناعة الطيران والعمليات
Nov 24, 2025
ما الذي يجعل التيتانيوم من الدرجة الأولى مناسبًا لأنابيب الفضاء الجوي؟
التيتانيوم من الدرجة 1، المعين UNS R50250 وWerkstoff 3.7025، هو أنعم درجات التيتانيوم النقي وأكثرها قابلية للتشكيل من بين درجات التيتانيوم النقي تجاريًا. في درجة حرارة الغرفة، يكون هيكلها البلوري عبارة عن مرحلة ألفا سداسية معبأة قريبة، ويتم تثبيتها فقط بواسطة الكميات الصغيرة من الأكسجين والنيتروجين والحديد التي تبقى ضمن الحدود المحددة. هذا الهيكل، وليس الهيكل الأوستنيتي الموجود في الفولاذ المقاوم للصدأ، هو ما يمنح الدرجة الأولى مزيجًا من القوة المعتدلة والليونة العالية والمقاومة المتميزة للتآكل.
بالنسبة لأنابيب الفضاء الجوي، تتمثل العواقب المهمة في ما يلي: توفر الدرجة أقل قوة من العائلة النقية تجاريًا، مما يعني أنه يمكن ثنيها وتوهجها وتوسيعها دون أن تتشقق؛ لديها مقاومة ممتازة لهجوم الكلوريد والسوائل الهيدروليكية للطيران والتعرض للغلاف الجوي. ويحافظ على المتانة المفيدة حتى درجة الحرارة المبردة. عندما تكون هناك حاجة إلى قوة أعلى، يتم استبدال أنابيب الدرجة 2 أو الدرجة 5، لكن الدرجة 1 تظل الخيار المفضل للتجمعات المشكلة والملحومة في الخطوط الهيدروليكية والهوائية.
الدرجات المعادلة والمواصفات الحاكمة
يتم إنتاج أنابيب وأنابيب التيتانيوم من الدرجة الأولى وفقًا لمعايير التيتانيوم المطاوع الموضحة أدناه. يتم تغطية الأنابيب الملحومة وغير الملحومة بواسطة ASTM B338 و ASME SB338؛ الأنابيب غير الملحومة بواسطة ASTM B 861 و ASME SB 861؛ الأنابيب الملحومة بواسطة ASTM B 862 و ASME SB862. الأنبوب الملحوم المصنوع من الشريط مغطى أيضًا بـ ASTM B337.
| تعيين | الرقم القياسي | أونس | المنتج مغطى |
|---|---|---|---|
| التيتانيوم الصف 1 | أدوات العمل 3.7025 | R50250 | التيتانيوم النقي تجاريًا، منخفض الأكسجين |
| أستم B338 / أسم SB338 | أنبوب غير ملحوم وملحوم | R50250 | المكثف والمبادل الحراري والأنبوب العام |
| ASTM B861 / ASME SB861 | أنبوب سلس | R50250 | أنابيب معالجة -مقاومة للتآكل |
| ASTM B862 / ASME SB862 | الأنابيب الملحومة | R50250 | الأنابيب الملحومة ذات القطر الكبير |
| أستم B337 | أنبوب ملحوم | R50250 | أنبوب مصنوع من الشريط |
نطاق الحجم والنماذج والتشطيبات
يتم توفير الأنابيب والمواسير في نطاق واسع من الأقطار وسمك الجدار، ويمكن إنتاج كل من الأطوال العشوائية والثابتة. تتوفر المقاطع الدائرية والمربعة والمستطيلة والبيضاوية، مع نهايات عادية أو مشطوفة أو ملولبة اعتمادًا على طريقة الاتصال.
| غرض | يتراوح |
|---|---|
| حجم الأنابيب | 1/2 في NB إلى 24 في NB، الجدول 10 حتى الجدول XXS |
| القطر الخارجي للأنبوب | 1 ملم إلى 254 ملم OD |
| سمك جدار الأنبوب | 0.1 ملم إلى 20 ملم |
| يكتب | سلس، المتفجرات من مخلفات الحرب، ملحومة، ملفقة |
| استمارة | دائرية، مربعة، مستطيلة، بيضاوية، هيدروليكية |
| طول | عشوائي واحد، عشوائي مزدوج، طول ثابت |
| إنهاء النهاية | عادي، مشطوف، مترابطة |
| الجداول الزمنية | SCH20، SCH30، SCH40، الأمراض المنقولة جنسيا، SCH60، SCH80، XS، SCH120، SCH140، SCH160، XXS |
يمكن إنتاج-أقطار غير قياسية وسمك جدار وتفاوتات وفقًا للرسم، وهو أمر شائع في برامج الفضاء الجوي حيث يتم تحديد حجم الأنبوب وفقًا لمغلف نظام هيدروليكي أو نظام وقود موجود بدلاً من جدول المخزون.
التركيب الكيميائي للتيتانيوم من الدرجة الأولى
| عنصر | C | الحديد | H | N | O | تي |
|---|---|---|---|---|---|---|
| الحد الأقصى، في المئة بالوزن | 0.08 | 0.20 | 0.015 | 0.03 | 0.18 | توازن |
إن الحدود المنخفضة للأكسجين والحديد هي ما يفصل بين الدرجة الأولى والدرجة الثانية. إن الحفاظ على العناصر الخلالية في أسفل النطاق المسموح به يزيد من الليونة وصلابة التأثير، وهو بالضبط ما يتطلبه خط الأنابيب المشكل والملحوم.
الخواص الميكانيكية والفيزيائية
| ملكية | متري | إمبراطوري | ملحوظة |
|---|---|---|---|
| قوة الشد، الحد الأدنى | 240 ميجا باسكال | 34800 رطل لكل بوصة مربعة | أنبوب صلب |
| قوة الخضوع، الحد الأدنى | 138 ميجا باسكال | 20,000 رطل لكل بوصة مربعة | تعويض 0.2 في المئة |
| استطالة، الحد الأدنى | 24 بالمائة | 24 بالمائة | طول المقياس 50 ملم |
| صلابة، برينل | 120 حصان | 120 حصان | حالة صلب |
| معامل المرونة | 105 جيجا | 15,200 كيلو باسكال | في التوتر |
| كثافة | 4.51 جم/سم3 | 0.163 رطل/بوصة3 | درجة حرارة الغرفة |
| نسبة بواسون | 0.37 | 0.37 | درجة حرارة الغرفة |
التفتيش والاختبار والتوثيق
شهادات اختبار المطحنة وفقًا لـ EN 10204 3.1، مع تقارير كيميائية وميكانيكية منفصلة.
تحديد إيجابي للمادة على الأنبوب النهائي لتأكيد الدرجة قبل الإرسال.
الاختبار الهيدروستاتيكي وغير المدمر: فحص التيار الدوامي والموجات فوق الصوتية والتصوير الشعاعي عند الطلب.
تقارير الفحص البصري وفحص الجهات الخارجية-لعقود الطيران والدفاع.
اختبار مدمر للحرق والتسطيح والانحناء العكسي لإثبات قابلية التشكيل.
يتم التعبئة في صناديق خشبية أو أكياس بلاستيكية أو -حزم من الصلب، مع وضع علامة نهائية على الحزمة أو الأنبوب-لإمكانية التتبع.
تطبيقات خارج الفضاء الجوي
نفس الخصائص التي تجعل من الدرجة الأولى خيارًا طبيعيًا للخطوط الهيدروليكية للطائرات تخدم أيضًا صناعات البتروكيماويات والنفط والغاز والكيماويات وتوليد الطاقة والأدوية ولب الورق والورق وتجهيز الأغذية والتكرير. في هذه المصانع، يحمل الأنبوب سوائل معالجة قوية، أو مياه تبريد أو منتج عالي النقاء-، كما أن طبقة الأكسيد السلبي الموجودة على سطح التيتانيوم هي ما يمنع فقدان الجدار وتلوث المنتج.
الأسئلة المتداولة
س: ما هو رقم UNS والتسمية المكافئة للتيتانيوم من الدرجة 1؟
التيتانيوم من الدرجة الأولى هو UNS R50250 ورقم العمل 3.7025. وهو درجة نقية تجاريًا يبلغ الحد الأقصى لمحتوى الأكسجين فيها 0.18 بالمائة والحد الأقصى لمحتوى الحديد 0.20 بالمائة.
س: هل التيتانيوم سبيكة الأوستنيتي؟
لا. يحتوي التيتانيوم النقي تجاريًا، مثل الدرجة 1، على بنية بلورية ألفا سداسية ومعبأة بشكل وثيق في درجة حرارة الغرفة ولا يُظهر البنية الأوستنيتي المكعبة المتمركزة على الوجه للفولاذ المقاوم للصدأ.
س: ما هي المعايير التي تغطي أنابيب وأنابيب التيتانيوم من الدرجة الأولى؟
يتم تحديد الأنابيب غير الملحومة والملحومة وفقًا لمعيار ASTM B338، والأنابيب غير الملحومة وفقًا لمعيار ASTM B 861، والأنابيب الملحومة وفقًا لمعايير ASTM B 862، والأنابيب الملحومة المصنوعة من الشريط وفقًا لمعيار ASTM B337. مرادفات ASME هي SB338 وSB861 وSB862.
س: ما هو نطاق الحجم المتاح؟
يتم توريد الأنابيب من 1/2 بوصة NB إلى 24 بوصة NB، وأنبوب من 1 مم إلى 254 مم بقطر خارجي مع سمك جدار من 0.1 مم إلى 20 مم. يمكن إنتاج الأحجام والأطوال والتفاوتات المخصصة للرسم.
س: ما هو الحد الأدنى لقوة الشد لأنبوب الصف الأول؟
يتمتع الأنبوب الملدن من الدرجة الأولى بقوة شد لا تقل عن 240 ميجا باسكال، وقوة خضوع لا تقل عن 138 ميجا باسكال، وحد أدنى للاستطالة يبلغ 24 بالمائة.
س: لماذا تختار الدرجة الأولى بدلاً من الدرجة الثانية لأنابيب الطيران؟
يحتوي الصف الأول على محتوى خلالي أقل، لذا فهو أكثر ليونة وأسهل في الانحناء والتوهج. يتم اختيار الدرجة 2 حيث تكون هناك حاجة إلى الحد الأدنى من القوة، في حين يفضل الدرجة 1 للتجمعات ذات التشكيل الثقيل والملحومة.
