Priključci za cijevi od titana izloženi povišenim temperaturama razvijaju čvrst površinski sloj-bogat kisikom poznat kaoalfa-slučaj. Ova kontaminirana zona nastaje kada kisik difundira u metalnu rešetku pri temperaturama višim od približno 540 stupnjeva (1000 stupnjeva F), stabilizirajući heksagonalnu alfa fazu i stvarajući krtu ljusku niske-duktilnosti. Alpha-debljina kućišta rijetko prelazi nekoliko desetinki milimetra u normalnim proizvodnim ciklusima, ali čak i plitki kontaminirani sloj djeluje kao mjesto inicijacije pukotine pod vlačnim ili cikličkim opterećenjem. Potpuno, ravnomjerno uklanjanje vraća integritet površine, žilavost loma i otpornost na koroziju te sprječava odgođene kvarove koji se često pogrešno dijagnosticiraju kao materijalni nedostaci.
Tri tehnike dominiraju uklanjanjem alfa-čahura i kamenca od oksida u proizvodnji cijevi od titana:mehaničko mljevenje, kiselo dekapiranje i kemijsko mljevenje.Svaka metoda zahtijeva svoje mjesto u proizvodnji ovisno o geometriji, veličini serije i kriterijima prihvaćanja. Međutim, pitanje učinkovitosti ne može se svesti samo na stopu uklanjanja zaliha. Prava učinkovitost uravnotežuje jednolikost uklanjanja, toleranciju dimenzija, rizik nakupljanja -vodika i brzinu prerade na složenim unutarnjim površinama tipičnim za koljena, reduktore i ogranke.
mehaničko mljevenje
Mehaničko brušenje koristi abrazivne trake, lamelaste kotače ili oštrice od tvrdog metala za fizičko uklanjanje kontaminiranog sloja. Na ravnim vanjskim dijelovima cijevi ili stranama prirubnica, ova metoda nudi neposrednu vidljivost. Operateri mogu pomiješati promjenu boje i provjeriti napredak penetrantskom inspekcijom boje. Međutim, niska toplinska vodljivost titana koncentrira toplinu uslijed trenja u zoni mljevenja. Ako lokalne temperature ponovno prijeđu prag oksidacije od 540 stupnjeva, novi sloj-obogaćen kisikom može se formirati ispod svježe izloženog metala. Također, ručno brušenje rijetko proizvodi ravnomjerno uklanjanje debljine; zaostalo alfa-kućište često ostaje unutar pukotina, korijenskih-zavarenih vrhova i uskih-radijusnih zavoja gdje kotač ne može doseći. Za 3D cijevni fiting poput T-račve sa stražnjim umetcima, mehaničko brušenje ne jamči potpuno uklanjanje onečišćenja. To je radno-intenzivno, geometrijski-ograničeno i može ugraditi fragmente aluminijeva oksida ili silicijevog karbida u površinu titana-što je neprihvatljiv ishod za-poluvodičke ili sustave fluida u zrakoplovima.
Kiselinsko kiseljenje
Kiselinsko kiseljenje koristi smjesu dušične-fluorovodične kiseline, obično 20–40% HNO₃ i 1–5% HF, na kontroliranim temperaturama između 25 i 50 stupnjeva. HF otapa oksid i nešto metalnog titana, dok HNO3 sprječava pretjeranu apsorpciju vodika održavanjem pasivizirajućeg oksidacijskog potencijala. Brzine dekapiranje mogu premašiti 0,02 mm u minuti, brzo eliminirajući alfa-slučaj i toplinsku nijansu na dostupnim površinama. Procesom se također uklanjaju željezo i druga zaprljana onečišćenja. Glavna zamka je upijanje vodika. Kada omjer HNO₃:HF padne prenisko ili kada temperatura kupke skoči, atomski vodik difundira u titan, čineći rešetku krhkom. Čak i dobro{15}}kontrolirana kupka za kiseljenje može unijeti vodik iznad granice mase od 0,015% ako je vrijeme uranjanja produljeno. Vakuumsko žarenje nakon-dekapiranje često je obavezno za difuziju vodika natrag, dodajući potpuni toplinski ciklus. Dodatno, kiselinsko dekapiranje napada sav izloženi metal ravnomjerno samo u vidnom polju; zasjenjeni unutarnji prolazi ili navojne veze mogu se pojaviti ispod-dekapiranog ili dimenzijski istanjenog. Gospodarenje otpadnim kiselinama i ograničenja kontaminacije titanijevim ionima povećavaju troškove rukovanja okolišem.
Kemijsko mljevenje
Kemijsko mljevenje-koji se ponekad naziva i kemijsko mljevenje ili kontrolirana kemijska strojna obrada-nudi bitno drugačiji mehanizam. Umjesto agresivnog jetkanja, koristi se formulirane paste ili otopine-niže aktivnosti koje se nanose s preciznim maskantima i vremenskim uranjanjem kako bi se uklonila unaprijed-izračunata debljina metala. Ova je tehnika standardna u zrakoplovnim titanijskim tlačnim posudama i oblogama okvira zrakoplova gdje se dubine uklanjanja alfa-kućišta moraju potvrditi putem nadzora kupona. Kemijsko mljevenje ravnomjerno uklanja metal čak i iz složenih unutarnjih geometrija i slijepih šupljina, pod uvjetom da do njih može doći protok otopine. Moderne otopine za kemijsko mljevenje titana često se temelje na-nitratu s dodacima fluorida i zaštićenim inhibitorima koji prigušuju brzinu otapanja metala dok katodno ograničavaju stvaranje vodika. Brzina je sporija nego kiselinsko kiseljenje, obično 0,01–0,03 mm na sat, ali uklanjanje je izotropno i dimenzionalno stabilno. Apsorpcija vodika je minimalizirana održavanjem elektrokemijskog potencijala u pasivnom području; sadržaj vodika nakon-mljevenja općenito ostaje ispod 0,005% ako je kontrola otopine točna. Glavni inženjerski trošak je nanošenje i uklanjanje maskanta, plus analitičko održavanje kemije kupke. Za kritične spojeve cijevi od titana s malim-unutarnjim radijusom provrta, kemijsko glodanje je jedini postupak koji može pouzdano ukloniti 100% alfa-čahure bez mehaničkog ugrožavanja tanke stijenke ili ostavljanja profila-sklonog zamoru.
Usporedba učinkovitosti striktno prema vremenu-na-djelu daje prednost kiselinskom kiseljenju. Kupka za dekapiranje skida opći alpha{3}}case od zavarenog koljena za 15-30 minuta, dok kemijsko mljevenje može zahtijevati nekoliko sati. Ali kada faktori učinkovitosti uključuju stopu otpada, preradu, dodatno vakuumsko otplinjavanje i dugoročnu-pouzdanost usluge, kemijsko mljevenje dosljedno nadmašuje. Mehaničko brušenje najniže je rangirano za sve spojeve koji sadrže unutarnje konture ili zahtijevaju sljedivu kontrolu procesa. Ostaje koristan za kozmetičke popravke velikih, jednostavnih komponenti nakon čega provjera debljine ultrazvučnim mjerenjem može potkrijepiti uklanjanje onečišćenja.
Odabir procesa ovisi o standardu prihvaćanja. AMS 2700, ISO 8080 i ASTM B600 daju smjernice o kemijskom uklanjanju i pasivizaciji titana. Učinkovita operacija definira prolaz/neuspjeh ne nestankom diskoloracije, već potvrdom da je krti alfa-sloj kućišta zamijenjen zdravim metalom s manje od 200 ppm inkrementalnog povećanja vodika. Za aplikacije koje zahtijevaju potpuni alfa{8}}razmak kućišta na svim površinama-visokog-ciklusnog zamora zrakoplovnih vodova, podvodnih pokretača ili cijevi za prijenos medicinskih izotopa-kemijsko mljevenje predstavlja najpouzdaniji, provjerljivi i-sigurni izbor za materijal. Kemijski sastav kupke, temperatura i analiza otopine moraju ostati pod strogom statističkom kontrolom procesa, a preporučuje se ciklus pečenja nakon-vlažnosti-za mljevenje kako bi se uklonio sav adsorbirani vodik. Pod ovim uvjetima, kemijsko mljevenje daje najveću ukupnu učinkovitost procesa: ujednačenu kvalitetu površine, strogu kontrolu vodika i nultu potrebu za naknadnim mehaničkim popravkom mješavine.
