Titaaniset putkiliittimet, jotka altistetaan korkeille lämpötiloille, muodostavat kovan, happirikkaan-pintakerroksen, joka tunnetaan yleisesti nimelläalfa{0}}tapaus. Tämä kontaminaatiovyöhyke muodostuu, kun happea diffundoituu metallihilaan noin 540 asteen (1000 asteen F) lämpötiloissa stabiloimalla kuusikulmainen tiiviisti{3}}pakattu alfafaasi ja luoden hauraan, matalan{4}}muovavuuden kuoren. Alfa-kotelon paksuus ylittää harvoin muutaman millimetrin kymmenesosan normaaleissa valmistusjaksoissa, mutta jopa matala kontaminoitunut kerros toimii halkeaman alkamispaikkana veto- tai syklisessä kuormituksessa. Täydellinen, tasainen poisto palauttaa pinnan eheyden, murtumissitkeyden ja korroosionkestävyyden sekä estää viivästyneitä vikoja, jotka usein diagnosoidaan väärin materiaalivikoiksi.
Kolme tekniikkaa hallitsee titaaniputkien valmistuksen alfa{0}}kuoren ja oksidihilsettä:mekaaninen jauhatus, happopeittaus ja kemiallinen jauhatus.Jokainen menetelmä vaatii paikan tuotannossa geometrian, eräkoon ja hyväksymiskriteerien mukaan. Tehokkuuskysymystä ei kuitenkaan voida supistaa pelkästään puunpoistonopeuteen. Todellinen tehokkuus tasapainottaa poiston tasaisuutta, mittojen toleranssia, vedyn kerääntymisriskiä-ja uudelleentyöstönopeutta monimutkaisilla sisäpinnoilla, jotka ovat tyypillisiä kulmakappaleille, supistimelle ja haaroitusaukoille.
mekaaninen hionta
Mekaanisessa hionnassa käytetään hankaavia hihnoja, läppäpyöriä tai kovametallipurseita saastuneen kerroksen poistamiseksi fyysisesti. Tämä menetelmä tarjoaa välittömän näkyvyyden putken suorilla ulko- tai laippapinnoilla. Käyttäjät voivat häivyttää värjäytymiä ja tarkistaa edistymisen tunkeutuvan väriaineen tarkastuksella. Titaanin alhainen lämmönjohtavuus keskittää kuitenkin kitkalämmön jauhatusalueelle. Jos paikalliset lämpötilat ylittävät jälleen 540 asteen hapetuskynnyksen, uusi happi{5}}rikastettu kerros voi muodostua juuri paljastetun metallin alle. Myös manuaalinen hionta tuottaa harvoin tasaisen paksuuden poiston; jäännös alfa{7}}jää usein rakojen sisään, juur-läpäisee hitsausvarpaat ja tiukat-säteiset mutkat, joihin pyörä ei pääse. Jos kyseessä on 3D-putkiliitos, kuten t-paita, jossa on takapuolen kulmat, mekaaninen hionta ei takaa täydellistä epäpuhtauksien poistamista. Se on työvaltaista-ja geometriaa{14}}rajoitettu, ja se voi upottaa alumiinioksidin tai piikarbidin palasia titaanin pintaan-, mikä ei ole hyväksyttävä tulos puolijohde- tai ilmailunestejärjestelmissä.
Happo peittaus
Happopeittauksessa käytetään typpi-fluorivetyhapposeosta, tyypillisesti 20–40 % HNO₃ ja 1–5 % HF, kontrolloiduissa lämpötiloissa 25–50 astetta. HF liuottaa oksidin ja osan titaanimetallista, kun taas HNO3 estää liiallista vedyn absorptiota ylläpitämällä passivoivaa hapetuspotentiaalia. Peittausnopeus voi ylittää 0,02 mm minuutissa, mikä eliminoi nopeasti alfa{10}}kotelon ja lämpösävyn saavutettavilta pinnoilta. Prosessi poistaa myös tunkeutuvan raudan ja muut tahriintuneet epäpuhtaudet. Suurin sudenkuoppa on vedyn otto. Kun HNO3:HF-suhde laskee liian alhaiseksi tai kylvyn lämpötila piikit, atomivetyä diffundoituu titaaniin haurastaen hilan. Jopa hyvin-hallittu peittauskylpy voi päästää vetyä yli 0,015 %:n massarajan, jos upotusaika pitenee. Peittauksen jälkeinen tyhjiöhehkutus on usein pakollista vedyn hajottamiseksi takaisin ulos, mikä lisää täydellisen lämpösyklin. Lisäksi happopeittaus hyökkää kaikkiin paljastettuihin metalliin tasaisesti vain näköetäisyydellä; varjostettuja sisäisiä kanavia tai kierreliitoksia voi esiintyä-peittauksen tai mitoiltaan ohennettuna. Jätehappojen hallinta ja titaani-ionien kontaminaatiorajat lisäävät ympäristön käsittelykustannuksia.
Kemiallinen jauhatus
Kemiallinen jyrsintä-kutsutaan joskus kemialliseksi jyrsimiseksi tai kontrolloiduksi kemialliseksi koneistukseksi-tarjoaa täysin erilaisen mekanismin. Aggressiivisen etsauksen sijaan se käyttää formuloituja tahnoja tai alhaisemman -aktiivisuuden liuoksia, jotka levitetään tarkalla peiteaineella ja ajoitetulla upotuksella poistamaan ennalta lasketun metallin paksuuden. Tämä tekniikka on vakiona ilmailu- ja avaruusteollisuuden titaanipaineastioissa ja lentokoneen rungoissa, joissa alfa{6}}kotelon poiston syvyydet on sertifioitava kuponkien valvonnalla. Kemiallinen jyrsintä poistaa metallin tasaisesti jopa monimutkaisista sisägeometrioista ja sokeasta ontelosta, mikäli liuosvirtaus pääsee niihin. Nykyaikaiset titaanin kemialliset jauhatusliuokset ovat usein nitraatti-pohjaisia, ja niihin on lisätty fluoria ja omia inhibiittoreita, jotka puskuroivat metallin liukenemisnopeutta ja rajoittavat samalla katodisesti vedyn muodostumista. Nopeus on hitaampaa kuin raakahappopeittaus, tyypillisesti 0,01–0,03 mm tunnissa, mutta poisto on isotrooppista ja mittavakaa. Vedyn absorptio minimoidaan ylläpitämällä sähkökemiallista potentiaalia passiivisella alueella; Jauhatuksen jälkeinen vetypitoisuus pysyy yleensä alle 0,005 %, jos liuoksen ohjaus on tarkka. Tärkeimmät suunnittelukustannukset ovat maskin levitys ja poistaminen sekä kylpykemian analyyttinen huolto. Kriittisissä titaaniputkiliittimissä, joiden sisäsäteet ovat pienet, kemiallinen jyrsintä on ainoa prosessi, jolla voidaan luotettavasti poistaa 100 % alfa{20}}kotelosta vaarantamatta mekaanisesti ohutta seinämää tai jättämättä väsymys{21}}halkaisijaprofiilia.
Tehokkuuden vertailu tiukasti ajan mukaan-osittain- suosii happopeittausta. Peittauskylpy irrottaa yleisen alfa-tapauksen hitsauskulmasta 15–30 minuutissa, kun taas kemiallinen jyrsintä voi kestää useita tunteja. Mutta kun tehokkuustekijöitä ovat romumäärä, uudelleentyöstö, ylimääräinen tyhjiökaasunpoisto ja pitkäaikainen -huoltovarmuus, kemiallinen jauhatus toimii jatkuvasti paremmin. Mekaaninen hionta sijoittuu alimmilleen liitoksille, joissa on sisäisiä muotoja tai jotka edellyttävät jäljitettävää prosessin ohjausta. Se on edelleen hyödyllinen suurten, yksinkertaisten komponenttien kosmeettisessa korjauksessa, minkä jälkeen paksuuden tarkistaminen ultraäänimittauksella voi vahvistaa kontaminaatioiden poistamista.
Prosessin valinta riippuu hyväksymisstandardista. AMS 2700, ISO 8080 ja ASTM B600 tarjoavat kaikki ohjeita titaanin kemikaalien poistoon ja passivoimiseen. Tehokas toiminta ei määrittele hyväksyntää/hylkäämistä ei värjäytymien häviämisenä vaan vahvistuksena, että hauras alfa{5}}kotelokerros korvataan terveellä metallilla, jonka vedyn lisäys on alle 200 ppm. Sovelluksiin, jotka vaativat täydellistä alfa-kotelon välystä kaikilla pinnoilla-korkean{10}}väsymisajan ilmailulinjoilla, vedenalaisilla toimilaitteilla tai lääketieteellisillä isotooppien siirtoputkilla-kemialliset jyrsintätelineet ovat luotettavin, todennettavissa oleva ja materiaali{12}}turvallisin valinta. Kylpykemian, lämpötilan ja liuosanalyysin on pysyttävä tiukan tilastollisen prosessivalvonnan alaisena, ja -jauhatuksen jälkeinen kosteus{15}}paistojakso on suositeltavaa poistaa kaikki adsorboitunut vety. Näissä olosuhteissa kemiallinen jyrsintä tarjoaa korkeimman kokonaisprosessin tehokkuuden: tasaisen pinnan laadun, tiukan vedyn hallinnan ja nolla tarvetta myöhempään mekaaniseen seoksen korjaukseen.
