Kelengkapan paip titanium yang terdedah kepada suhu tinggi menghasilkan lapisan permukaan-kaya oksigen yang keras yang dikenali secara universal sebagaialfa-kes. Zon pencemaran ini terbentuk apabila oksigen meresap ke dalam kekisi logam pada suhu melebihi kira-kira 540 darjah (1000 darjah F), menstabilkan fasa alfa padat-heksagon dan mencipta cengkerang kemuluran-rendah dan rendah. Ketebalan kotak-alfa jarang melebihi beberapa persepuluh milimeter dalam kitaran fabrikasi biasa, namun lapisan cetek tercemar bertindak sebagai tapak permulaan retakan di bawah beban tegangan atau kitaran. Penyingkiran seragam yang lengkap memulihkan integriti permukaan, keliatan patah dan rintangan kakisan, dan menghalang kegagalan tertunda yang sering salah didiagnosis sebagai kecacatan bahan.
Tiga teknik mendominasi penyingkiran skala alfa-dan oksida dalam fabrikasi paip titanium:pengisaran mekanikal, penjerukan asid, dan pengilangan kimia.Setiap kaedah menuntut tempat dalam pengeluaran bergantung pada geometri, saiz kelompok dan kriteria penerimaan. Persoalan kecekapan, bagaimanapun, tidak boleh dikurangkan kepada kadar penyingkiran stok sahaja. Kecekapan sebenar mengimbangi keseragaman penyingkiran, toleransi dimensi, risiko pengambilan-hidrogen dan kadar kerja semula pada permukaan dalaman kompleks yang tipikal bagi siku, pengurang dan alur keluar cawangan.
pengisaran mekanikal
Pengisaran mekanikal menggunakan tali pinggang yang melelas, roda kepak atau burr karbida untuk menanggalkan lapisan tercemar secara fizikal. Pada bahagian luar paip lurus atau muka bebibir, kaedah ini menawarkan keterlihatan serta-merta. Operator boleh mencampurkan perubahan warna dan menyemak kemajuan melalui pemeriksaan penembus pewarna. Walau bagaimanapun, kekonduksian terma rendah titanium menumpukan haba geseran dalam zon pengisaran. Jika suhu tempatan melebihi ambang pengoksidaan 540 darjah sekali lagi, lapisan diperkaya-oksigen baharu boleh terbentuk di bawah logam yang baru terdedah. Juga, pengisaran manual jarang menghasilkan penyingkiran ketebalan seragam; baki alfa-seringkali kekal di dalam celah-celah, akar-melepasi jari kaki kimpal dan-jejari selekoh yang ketat di mana roda tidak dapat dicapai. Untuk pemasangan paip 3D seperti tee dengan gusset bahagian belakang, pengisaran mekanikal gagal menjamin penyingkiran pencemaran sepenuhnya. Ia adalah-intensif buruh, geometri-terhad dan boleh membenamkan serpihan aluminium oksida atau silikon karbida ke dalam permukaan titanium-suatu hasil yang tidak boleh diterima untuk sistem bendalir gred semikonduktor-atau aeroangkasa.
Penjerukan asid
Penjerukan asid menggunakan campuran asid hidrofluorik-nitrik, biasanya 20–40% HNO₃ dan 1–5% HF, pada suhu terkawal antara 25 darjah dan 50 darjah . HF melarutkan oksida dan beberapa logam titanium, manakala HNO₃ menghalang penyerapan hidrogen yang berlebihan dengan mengekalkan potensi pengoksidaan pasif. Kadar penjerukan boleh melebihi 0.02 mm seminit, dengan cepat menghapuskan alfa{10}}dan warna haba pada permukaan yang boleh diakses. Proses itu juga membuang besi gelandangan dan bahan cemar berlumur lain. Perangkap utama ialah pengambilan hidrogen. Apabila nisbah HNO₃:HF jatuh terlalu rendah, atau suhu mandi meningkat, hidrogen atom meresap ke dalam titanium, mengoyakkan kekisi. Malah mandi penjerukan terkawal{15}dengan telaga boleh memperkenalkan hidrogen melebihi had jisim 0.015% jika masa rendaman berpanjangan. Penyepuhlindapan vakum selepas{18}}penjerukan selalunya diwajibkan untuk meresap keluar semula hidrogen, sambil menambah kitaran haba yang lengkap. Selain itu, penjerukan asid menyerang semua logam yang terdedah secara seragam hanya dalam garis penglihatan; laluan dalaman berbayang atau sambungan berulir mungkin muncul di bawah-jeruk atau dinipis secara dimensi. Pengurusan asid sisa dan had pencemaran ion titanium menambah kos pengendalian alam sekitar.
Pengilangan kimia
Pengilangan kimia-kadangkala dipanggil pengilangan kimia atau pemesinan kimia terkawal-menawarkan mekanisme yang berbeza secara asasnya. Daripada goresan agresif, ia menggunakan pes yang dirumus atau penyelesaian-aktiviti yang lebih rendah yang digunakan dengan topeng yang tepat dan rendaman bermasa untuk mengalihkan ketebalan logam yang telah dikira-. Teknik ini adalah standard dalam kapal tekanan titanium aeroangkasa dan kulit kerangka udara yang mana kedalaman penyingkiran alfa-mesti diperakui melalui pemantauan kupon. Pengilangan kimia menghilangkan logam secara seragam walaupun dari geometri dalaman yang kompleks dan rongga buta, dengan syarat aliran penyelesaian boleh sampai ke mereka. Penyelesaian pengilangan kimia titanium moden selalunya berasaskan nitrat-dengan penambahan fluorida dan perencat proprietari yang menampan kadar pelarutan logam sambil mengehadkan pembentukan hidrogen secara katodik. Kadarnya lebih perlahan daripada penjerukan asid mentah, biasanya 0.01–0.03 mm sejam, tetapi penyingkiran adalah isotropik dan stabil dari segi dimensi. Penyerapan hidrogen diminimumkan dengan mengekalkan potensi elektrokimia di kawasan pasif; pasca-kandungan hidrogen mengisar secara amnya kekal di bawah 0.005% jika kawalan penyelesaian adalah tepat. Kos kejuruteraan utama ialah penggunaan dan penyingkiran maskant, serta penyelenggaraan analisis kimia mandian. Untuk kelengkapan paip titanium kritikal dengan jejari dalaman-kecil, pengilangan kimia ialah satu-satunya proses yang boleh mengalihkan 100% sarung alfa-dengan pasti tanpa menjejaskan dinding nipis secara mekanikal atau meninggalkan profil takik-keletihan.
Membandingkan kecekapan secara ketat mengikut masa-pada-sebahagiannya menggemari penjerukan asid. Mandian jeruk menjalurkan bekas alfa-dari siku kimpal dalam 15–30 minit, manakala pengilangan kimia mungkin memerlukan beberapa jam. Tetapi apabila faktor kecekapan termasuk kadar sekerap, kerja semula, penyahgasan vakum tambahan dan-kebolehpercayaan perkhidmatan jangka panjang, pengilangan kimia secara konsisten mengatasi prestasi. Pengisaran mekanikal mempunyai kedudukan paling rendah untuk sebarang pemasangan yang mengandungi kontur dalaman atau memerlukan kawalan proses yang boleh dikesan. Ia kekal berguna untuk pembaikan kosmetik bagi komponen yang besar dan ringkas selepas itu pengesahan ketebalan oleh pengukur ultrasonik boleh menyokong penyingkiran pencemaran.
Pemilihan proses bergantung pada standard penerimaan. AMS 2700, ISO 8080, dan ASTM B600 semuanya memberikan panduan tentang penyingkiran dan pempasifan bahan kimia titanium. Operasi yang cekap mentakrifkan lulus/gagal bukan dengan hilangnya perubahan warna tetapi melalui pengesahan bahawa lapisan kes alfa-yang rapuh digantikan dengan logam bunyi dengan peningkatan hidrogen tambahan kurang daripada 200 ppm. Untuk aplikasi yang memerlukan kelegaan alfa-sepenuhnya pada semua permukaan-talian aeroangkasa-keletihan kitaran tinggi, penggerak dasar laut atau paip pemindahan isotop perubatan-pengilangan kimia adalah pilihan yang paling boleh dipercayai, boleh disahkan dan selamat{12}}bahan. Kimia mandian, suhu dan analisis larutan mesti kekal di bawah kawalan proses statistik yang ketat, dan kitaran-kelembapan{15}}pasca pengilangan disyorkan untuk menghalau sebarang hidrogen yang terserap. Di bawah keadaan ini, pengilangan kimia memberikan kecekapan proses keseluruhan yang tertinggi: kualiti permukaan seragam, kawalan hidrogen yang ketat, dan keperluan sifar untuk pembaikan campuran mekanikal berikutnya.
