Tubes rectangulaires en titane utilisés dans les structures de bâtiments

Les tubes en titane sont fabriqués à partir de titane ou d'alliages de titane. Ils se caractérisent par leur légèreté, leur haute résistance et leur excellente résistance à la corrosion. Conformes aux normes GB/T3624, GB/T3625 et ASTM B337/338, ils sont largement utilisés dans l'industrie chimique, l'aérospatiale, le génie maritime, le secteur médical et d'autres domaines. Les nuances courantes comprennent les séries TA0 à TA10 et BT1, ainsi que les nuances Gr1 à Gr2. Ces nuances sont classées en trois types : α (série TA), β (série TB) et α+β (série TC). Leurs propriétés sont optimisées par l'ajout d'éléments tels que l'aluminium et le molybdène. L'aluminium, en particulier, améliore la résistance mécanique et thermique du matériau.

Le procédé de fabrication des tubes en titane fait appel à des technologies telles que le laminage à froid, le soudage et l'extrusion. Leur diamètre extérieur varie de 4 mm à 2 800 mm, avec une épaisseur de paroi dont l'écart est contrôlé à ±12,5 %. La composition chimique doit respecter les normes de teneur en impuretés afin de préserver leur plasticité. Leur densité est d'environ 4,51 g/cm³, et leur résistance à la traction peut dépasser 895 MPa. Leur plage de températures de fonctionnement s'étend de -253 °C à 550 °C. Les tubes en titane sont principalement utilisés dans des applications telles que les échangeurs de chaleur (condenseurs, évaporateurs, etc.), comme tubes standard dans l'industrie nucléaire, pour les composants de compresseurs de moteurs d'avions et dans les réservoirs de carburant des engins spatiaux.

Ces tubes sont généralement fabriqués en titane commercialement pur (par exemple, grade 1/TA1, grade 2/TA2) ou en alliages de titane (par exemple, Ti-6Al-4V/TC4, Ti-3Al-2,5V/TA18). Leurs principales caractéristiques sont les suivantes :

Rapport résistance/densité élevé : résistance à la traction comparable à celle de l'acier au carbone, avec une densité de 4,51 g/cm³ (nettement inférieure à celle de l'acier).

Résistance exceptionnelle à la corrosion : une couche d’oxyde dense et auto-réparatrice offre une résistance supérieure aux acides (y compris l’acide chlorhydrique et l’acide sulfurique), aux alcalis et autres milieux agressifs.

Caractéristiques de fabrication favorables : Excellente soudabilité, aptitude au travail à froid/à chaud et ténacité à basse température.

Performances à haute température : Maintient une résistance et une dureté élevées jusqu'à 600 °C, avec une bonne résistance à la rupture par fluage à des températures approchant les 900 °C.

La production comprend quatre étapes principales :

Sélection des matières premières : Tubes ronds en titane sans soudure ou soudés comme matière première.

Profilage par rouleaux : Laminage à froid/à chaud pour transformer des sections transversales circulaires en profils rectangulaires.

Traitement thermique : recuit pour optimiser les propriétés mécaniques et éliminer les contraintes.

Finition de surface : usinage (tournage, polissage), ébavurage et contrôle non destructif pour éliminer les défauts de surface.

Les plages dimensionnelles standard comprennent :

Dimensions extérieures : de 3 mm à 500 mm (carré/rectangulaire)

Épaisseur de paroi : 0,8 mm à 8 mm

Longueur : ≤ 6000 mm (standard)

Des dimensions personnalisées sont disponibles selon les exigences du client.

Aérospatiale : Structures de cellules, composants de moteurs

Ingénierie maritime : Systèmes de tuyauterie navale, unités de dessalement (résistance à la corrosion par l'eau de mer)

Chimie et énergie : Traitement chlore-alcali, équipements pétrochimiques, échangeurs de chaleur

Construction et machines : charpentes, systèmes de montage solaire, composants de grues

Dispositifs médicaux : Instruments et implants chirurgicaux (bénéficiant de la biocompatibilité)