در پیش گرم کن تغذیه ای که برای مخازن تحت فشار در صنعت اسید بنزوئیک استفاده می شود، با توجه به محیط سرویس با دمای بالا (280 درجه سانتیگراد)، فشار بالا (8.0MPa) و محیط خورنده، لوله های مورد استفاده در این زمینه باید دارای استحکام، ضخامت و مقاومت در برابر خوردگی خوب باشند. لوله های تیتانیوم دیوار ضخیم gr.3 به طور گسترده در این زمینه کاربرد دارند.
لوله های تیتانیوم با دیواره ضخیم، به ویژه لوله های تیتانیوم با دیواره ضخیم با نسبت ضخامت قطر بیشتر یا مساوی 10، مستعد عیوب سطحی، به ویژه ترک ها و چین های سطح داخلی هستند.
خواص مکانیکی تیتانیوم خالص تا حد زیادی به محتوای عناصر بینابینی، به ویژه محتوای اکسیژن بستگی دارد. ماده ای با میزان اکسیژن کاهش یافته دارای انعطاف پذیری و عملکرد پردازشی خوبی است، اما این روش به تنهایی عیوب مانند ترک های سطح داخلی و چین ها را در یک منطقه بزرگ از بین نمی برد و اطمینان از استحکام لوله دشوار است. بنابراین، تغییر شکل غلتشی لوله دیوار ضخیم با محتوای اکسیژن متفاوت باید کنترل شود.
برای تیتانیوم، به دلیل تأثیر سخت شدن کار، رابطه مشخصی بین درجه تغییر شکل و استحکام و سختی آن وجود دارد. بنابراین مطالعه ریزسختی و ساختار متالوگرافی بر روی مقطع تغییر شکل یافته می تواند به طور غیرمستقیم درجه تغییر شکل قسمت های مختلف بر روی مقطع را نمایش دهد تا فرآیند نورد مورد مطالعه و تحلیل قرار گیرد.
رابطه بین سختی و تغییر شکل لوله کم اکسیژن سختی هر لایه شعاعی لوله با افزایش E به طور مداوم تغییر می کند. اگرچه پیک های متعددی روی منحنی وجود دارد، سختی به تدریج در حال افزایش است. قله های روی منحنی های هر لایه همیشه در یک زمان ظاهر نمی شوند و منحنی ها به صورت مبهم هستند که نشان می دهد تغییر شکل لوله دیواره ضخیم در فرآیند نورد در امتداد جهت شعاعی ناهموار است. زمانی که تغییر شکل کمتر از 7.5% باشد، سختی افزایش مییابد. رابطه این است: out > mid > in. دادههای منحنی تغییر شکل را بررسی کنید. در این زمان، قطر بیرونی بخش در > وسط است و فلز در مرحله اولیه کاهش دیوار است. هنگامی که تغییر شکل 11.5٪ تا 20٪ است، رابطه سختی به این صورت است: در > بیرون > وسط، سختی لایه های داخلی و خارجی لوله بیشتر از لایه میانی است، که نشان می دهد تغییر شکل ضخامت دیوار در امتداد جهت شعاعی در مرحله اولیه باز شدن خالی ناهموار است و لوله پس از آن، با افزایش غلتش، تغییر شکل داده نمی شود. نازک شدن دیواره لوله، توزیع ناهموار سختی دیواره لوله در امتداد جهت شعاعی به تدریج کاهش می یابد.
هنگامی که e از 38.9٪ تجاوز می کند (در این زمان، 5.61 میلی متر، کاهش دیواره لوله خالی 2.39 میلی متر است)، مقادیر سختی ضخامت دیواره لوله در امتداد جهت شعاعی تفاوت کمی دارند، که نشان می دهد توزیع تغییر شکل دیواره لوله در امتداد جهت شعاعی روز به روز یکنواخت تر می شود. هنگامی که تغییر شکل کمتر از 15.3٪ باشد، سختی لایه های داخلی و خارجی لوله همیشه بیشتر از لایه میانی است. هنگامی که تغییر شکل کمتر از 11.2٪ باشد، رابطه سختی به این صورت است: بیرون > اواسط > داخل، و فلز در بخش تغییر شکل کاهنده است، که با منحنی سختی نیز سازگار است. توزیع سختی دیواره لوله در امتداد جهت شعاعی در مرحله بعدی نورد یکنواخت نیست وقتی e از 34.8% تجاوز کند، مقدار سختی در امتداد جهت شعاعی ضخامت دیواره لوله تفاوت کمی دارد. هنگامی که تغییر شکل کمتر از 7.5٪ باشد، رابطه سختی عبارت است از: out > mid > in، که در مرحله کاهش خالی است. هنگامی که تغییر شکل 7.5٪ تا 10٪ است، رابطه سختی به این صورت است: بیرون > در > وسط، و فلز در ابتدای تغییر شکل دیواره کاهش می دهد، که با منحنی سختی سازگار است. علاوه بر این، مقدار پیک سختی تقریباً در همان زمان ظاهر می شود که نشان می دهد با پیشرفت تغییر شکل و کاهش ضخامت دیواره، تغییر شکل به تدریج یکنواخت شده است.
ریزساختار دیواره بیرونی نزدیک و دیواره داخلی نزدیک لوله اکسیژن کم نورد شده در هر پاس. ساختار الیاف تغییر شکل یافته دیواره داخلی نزدیک لوله که در هر گذر نورد می شود ریزتر از لایه بیرونی است و افزایش مقدار سختی نقطه دیواره داخلی در منحنی سختی در حین نورد اساساً مشابه نقطه دیوار بیرونی است که همچنین تغییر شکل ناهموار در امتداد جهت ضخامت در قسمت لوله دیواره ضخیم را در فرآیند تغییر شکل منعکس می کند.
1) از تجزیه و تحلیل منحنی توزیع سختی، تغییر شکل ناهمواری در امتداد جهت ضخامت دیواره در فرآیند تغییر شکل لوله تیتانیوم جداره ضخیم gr.3 وجود دارد و افزایش میزان اکسیژن این پدیده ناهموار را پیچیدهتر (بیش از 35٪) و مقدار اکسیژن کم میکند، تغییر شکل مقطع لوله جدار ضخیم به تدریج در حین غلتش یکنواخت میشود. با این حال، هنگامی که محتوای اکسیژن بالا باشد، تغییر شکل در بخش به سختی یکنواخت است، حتی اگر نورد لوله با شرایط نرخ تغییر شکل زیاد مطابقت داشته باشد.
2) در هنگام تغییر شکل لوله جدار ضخیم، منحنی، به ویژه منحنی سوراخ داخلی، باید صاف و مقدار تغذیه کم باشد.
