A magas hőmérsékletnek kitett titán csőszerelvények kemény, oxigénben{0}}dús felületi réteget hoznak létre, amelyet általánosan ún.alfa{0}}esetben. Ez a szennyeződési zóna akkor jön létre, amikor az oxigén körülbelül 540 fokot (1000 F fokot) meghaladó hőmérsékleten bediffundál a fémrácsba, stabilizálja a hatszögletű, szorosan{3}}csomagolt alfa fázist, és törékeny, alacsony hajlékonyságú héjat hoz létre. Az alfa-tok vastagsága ritkán haladja meg a néhány tizedmillimétert normál gyártási ciklusokban, de még egy sekély szennyezett réteg is repedés keletkezési helyként működik húzó vagy ciklikus terhelés alatt. A teljes, egyenletes eltávolítás visszaállítja a felület sértetlenségét, törésállóságát és korrózióállóságát, valamint megakadályozza a gyakran anyaghibának tévesen diagnosztizált késleltetett meghibásodásokat.
Három technika uralja az alfa{0}}betét- és oxidréteg eltávolítását a titáncsövek gyártásában:mechanikus őrlés, savas pácolás és vegyi őrlés.Mindegyik módszer helyet követel a gyártásban a geometriától, a tétel méretétől és az elfogadási kritériumoktól függően. A hatékonyság kérdése azonban nem redukálható le pusztán a lerakás mértékére. A valódi hatékonyság egyensúlyban tartja az eltávolítás egyenletességét, a mérettűrést, a hidrogénfelvétel kockázatát{2}} és az utómunkálati sebességet a könyökökre, szűkítőkre és leágazásokra jellemző összetett belső felületeken.
mechanikus csiszolás
A mechanikai csiszoláshoz csiszolószalagokat, lapos kerekeket vagy keményfém sorját használnak a szennyezett réteg fizikai eltávolítására. Egyenes csövek külső felületén vagy karimás felületeken ez a módszer azonnali láthatóságot biztosít. A kezelők kiegyenlíthetik az elszíneződést, és ellenőrizhetik a folyamatot a festék áthatoló vizsgálatával. A titán alacsony hővezető képessége azonban a súrlódási hőt az őrlési zónában koncentrálja. Ha a helyi hőmérséklet ismét túllépi az 540 fokos oxidációs küszöböt, egy új, oxigénnel dúsított réteg képződhet a frissen kitett fém alatt. Ezenkívül a kézi köszörülés ritkán eredményez egyenletes vastagságeltávolítást; az alfa{7}}maradványok gyakran a hasadékokban, a gyökér-hegesztési lábujjakban és a szűk -sugárú kanyarokban maradnak, ahol a kerék nem érhet el. A 3D-s csőszerelvényeknél, mint például a hátoldali hornyokkal ellátott póló, a mechanikus köszörülés nem garantálja a szennyeződések teljes eltávolítását. Munkaigényes-, geometria-korlátozott, és alumínium-oxid- vagy szilícium-karbid-töredékeket ágyazhat be a titán felületébe,{15}}ami elfogadhatatlan eredmény a félvezető{16}}minőségű vagy repülőgép-folyadékrendszerek esetében.
Savas pácolás
A savas pácolás salétrom--hidrogén-fluorid-keveréket használ, jellemzően 20–40% HNO₃-t és 1–5% HF-et, 25 és 50 fok közötti szabályozott hőmérsékleten. A HF feloldja az oxidot és néhány titánfémet, míg a HNO₃ megakadályozza a túlzott hidrogénabszorpciót azáltal, hogy fenntartja a passziváló oxidációs potenciált. A pácolás sebessége meghaladhatja a 0,02 mm/perc értéket, gyorsan kiküszöbölve az alfa{10}}betétet és a hőárnyalatot a hozzáférhető felületeken. Az eljárás eltávolítja a csavargó vasat és más elkenődött szennyeződéseket is. A fő buktató a hidrogénfelvétel. Ha a HNO₃:HF arány túl alacsonyra esik, vagy a fürdő hőmérséklete kiugrik, az atomos hidrogén bediffundál a titánba, és rideggé teszi a rácsot. Még egy jól-ellenőrzött pácolófürdő is képes a 0,015 tömegszázalékos határérték fölé juttatni a hidrogént, ha a merítési idő meghosszabbodik. A pácolás utáni vákuumos izzítás gyakran kötelező a hidrogén visszadiffundálásához, ami egy teljes hőciklust biztosít. Ezenkívül a savas pácolás minden kitett fémet egyenletesen, csak a látómezőben támad meg; árnyékolt belső járatok vagy menetes csatlakozások{20}}pácolás vagy méretre hígítás alatt megjelenhetnek. A hulladéksav-kezelés és a titán-ion szennyezettségi határértékek növelik a környezetvédelmi kezelési költségeket.
Vegyi őrlés
A vegyi őrlés -néha vegyi őrlésnek vagy ellenőrzött vegyi megmunkálásnak-alapvetően eltérő mechanizmust kínál. Az agresszív maratás helyett formulált pasztákat vagy alacsonyabb-aktivitású oldatokat használ precíz maszkokkal és időzített bemerítéssel az előre-számított fémvastagság eltávolítására. Ez a technika szabvány az űrrepülőgép titán nyomástartó edényeiben és repülőgépváz-burkolataiban, ahol az alfa{6}}tok eltávolítási mélységét kuponfigyeléssel kell igazolni. A vegyszeres marás egyenletesen távolítja el a fémet még bonyolult belső geometriákból és vaküregekből is, feltéve, hogy az oldatáram eléri azokat. A modern titán kémiai őrlőoldatok gyakran nitrát-alapúak, fluorid-adalékokkal és szabadalmaztatott inhibitorokkal, amelyek pufferolják a fém oldódási sebességét, miközben katódosan korlátozzák a hidrogénképződést. A sebesség lassabb, mint a nyers savas pácolás, jellemzően 0,01-0,03 mm/óra, de az eltávolítás izotróp és méretstabil. A hidrogén abszorpcióját minimálisra csökkenti az elektrokémiai potenciál fenntartása a passzív régióban; Az őrlés utáni hidrogéntartalom általában 0,005% alatt marad, ha az oldat szabályozása pontos. A fő tervezési költség a maszk felhordása és eltávolítása, valamint a fürdő kémiájának analitikai karbantartása. Kritikus, kis -belső sugarú titán csőszerelvények esetén a vegyi marás az egyetlen eljárás, amely megbízhatóan eltávolítja az alfa-betét 100%-át anélkül, hogy mechanikailag károsítaná a vékony falat, vagy kifáradásra{21}}hajlamos horonyprofilt hagyna.
A hatékonyság szigorú idő szerinti összehasonlítása-részben-előnyben részesíti a savas pácolást. A pácolófürdő 15–30 perc alatt eltávolítja az általános alfa-esetet a hegesztési könyökről, míg a vegyszeres marás több órát is igénybe vehet. De ha a hatékonysági tényezők közé tartozik a selejtezési arány, az utómunkálatok, a további vákuum-gáztalanítás és a hosszú távú -szolgáltatási megbízhatóság, akkor a vegyszeres marás folyamatosan jobb teljesítményt nyújt. A mechanikus köszörülés a legalacsonyabb a belső kontúrokat tartalmazó vagy nyomon követhető folyamatszabályozást igénylő szerelvényeknél. Továbbra is hasznos nagy, egyszerű alkatrészek kozmetikai javításánál, amely után az ultrahangos méréssel végzett vastagságellenőrzés alátámaszthatja a szennyeződés eltávolítását.
A folyamat kiválasztása az elfogadási szabványtól függ. Az AMS 2700, ISO 8080 és ASTM B600 mind útmutatást adnak a titán vegyszeres eltávolításához és passziválásához. A hatékony művelet nem az elszíneződés eltűnésével határozza meg a sikeres/nem megfelelő eredményt, hanem annak megerősítése, hogy a rideg alfa{5}}betétréteget szilárd fém váltja fel, 200 ppm-nél kisebb hidrogén-növekedés mellett. Azokhoz az alkalmazásokhoz, amelyek teljes alfa-hézagot igényelnek minden felületen-nagy{10}}ciklusú repülőgép- és űrhajóvonalak, tenger alatti működtetők vagy orvosi izotópátvivő csővezetékek-a vegyi maróállványok, mint a legmegbízhatóbb, ellenőrizhető és anyag{12}}biztonságosabb választás. A fürdő kémiájának, hőmérsékletének és oldatelemzésének szigorú statisztikai folyamatellenőrzés alatt kell maradnia, és az őrlés utáni páratartalom{15}}sütési ciklus ajánlott az adszorbeált hidrogén eltávolítására. Ilyen körülmények között a kémiai őrlés biztosítja a legmagasabb általános folyamathatékonyságot: egyenletes felületminőség, szigorú hidrogénszabályozás, és nincs szükség a későbbi mechanikai keverék javítására.
