鈦設(shè)備在石油行業(yè)的應(yīng)用:尿素不僅是優(yōu)質(zhì)肥料,也是石化工業(yè)的原料。自1963生產(chǎn)的襯鈦尿素合成塔投產(chǎn)以來,目前已有近萬臺設(shè)備在全世界運行,鈦盤管廠家實踐表明襯鈦合成塔無明顯腐蝕。而316L不銹鋼的折算腐蝕速度為4.1—4.5mm/a。因此,鈦比不銹鋼具有更好的經(jīng)濟效益。除了襯鈦尿素合成塔外,國內(nèi)從70年代以來,先后使用了C02汽提塔、換熱器、混合器和泵閥等。在含硫和鹽高的原油煉制中,鈦制設(shè)備是理想的。國外在常壓蒸餾裝置、污水處理設(shè)備、脫硫分離塔的冷凝器和汽提塔的散熱器等許多工序都成功選用鈦制設(shè)備多年。我國也已在該系統(tǒng)中采用鑄鈦海水泵、催化裂化分餾中的鈦制冷凝器、深冷分離鈦冷凝器和多孔鈦板等,都已正常操作運行十年以上。氯化碳氫化合物是石化工業(yè)中常用的品種之一。由于涉及到氯化反應(yīng),不銹鋼設(shè)備已難勝任。鈦在國外已用于制造二氯甲烷蒸餾塔、三氯乙烷換熱器、冷凝塔和分餾塔、三氯乙烯冷凝塔、四氯乙烯換熱器和多氯盤管加熱器。我國在氯乙烯生產(chǎn)中,冷卻塔、廢水汽提塔和廢水貯罐的塔板支承架、接管、法蘭密封面,采用了Ti-0.2Pd的襯里,已使用近十年未見腐蝕。而鈦管道、接頭和氣體分布器等都已采用鈦材多年。苯酚是石油化工的重要原料,以丙烯和苯為原料,從異丙苯和過氧化異丙酯中提取苯酚和丙酮是一種新的工藝。國外在十幾年前就采用鈦設(shè)備,我國此項工藝尚在開發(fā)之中。在舊工藝中,苯磺化堿溶液生產(chǎn)苯酚,鈦盤管廠家采用鈦反應(yīng)器、鈦線圈冷卻器和離子化氮化鈦攪拌軸套及鈦靶。
其生產(chǎn)工藝始于從各種精礦中提取金紅石,其中以金紅石較為常見。處理精礦,去除過量的鐵,將得到的材料和氯和碳一起放入反應(yīng)器中。下一步是去除雜質(zhì),鈦盤管廠家這是通過真空蒸餾實現(xiàn)的。除去金屬氯化物后,可以提純鈦,得到了海綿鈦。擠壓海綿鈦,融化成鈦片。鈦錠用于制造各種產(chǎn)品,包括鈦管。鈦制品的制造–焊接管,在當今世界,越來越多的公司對鈦制品的生產(chǎn)表現(xiàn)出興趣。他們擁有開發(fā)鈦管所需的技術(shù)和設(shè)備,并將進一步被各行業(yè)所采用。開發(fā)過程已成為常規(guī)過程,但是,某些獨特方面值得考慮。鈦管必須在完全清潔的環(huán)境中開發(fā)。通常,有一個單獨的區(qū)域用于制造鈦產(chǎn)品。重要的是,該區(qū)域不應(yīng)含有任何污染物,如灰塵和油脂,并避免接觸濕氣和空氣。焊接鈦管在很多行業(yè)都有使用,包括化工。發(fā)電廠,尤其是在海水中運行的發(fā)電廠,依賴鈦管道。這些管因其高耐腐蝕性還用于冷凝器中的熱交換器重。當發(fā)現(xiàn)焊接池的接頭不夠牢固時,制造商可在鈦壁上施加附加張力。而且,鈦盤管廠家為了確保鈦產(chǎn)品保持穩(wěn)定,他們可能依賴于自動直徑測量系統(tǒng)。將來,可能還會引入用于縫焊條件的自動監(jiān)控系統(tǒng)。
鈦設(shè)備和鈦管在使用中容易發(fā)生間隙腐蝕,特別是寬度在0.5mm左右的間隙容易發(fā)生腐蝕。換熱器的管與鈦管板之間常發(fā)生槽腐蝕,鈦與非金屬墊片之間的接觸,此外,槽腐蝕在溫度在120℃以上的飽和鹽水中容易發(fā)生。防止裂紋腐蝕的措施有:(1)避免設(shè)備和管道上的裂紋和停滯區(qū);鈦盤管廠家采用鈦鈀合金法蘭焊環(huán)或鈦墊片和鈦復(fù)合墊片;換熱用鈦管與鈦管板的連接采用強度膨脹和密封焊接;將飽和鹽溶液的溫度控制在70-85℃之間。鈦棒及鈦合金不能用于干氯氣中,即使溫度在0℃以下,也會發(fā)生劇烈的化學反應(yīng),生成四氯化鈦,再分解為二氯化鈦,甚至燃燒。氯中含水量在0.5%以上時,鈦可以保持可靠的穩(wěn)定性。鈦盤管廠家在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量高溫濕氯,溫度為75~90℃,需要冷卻和干燥。鈦在離子膜燒堿生產(chǎn)設(shè)備中的主要應(yīng)用有:陽極體系陽極槽、濃鹽系統(tǒng)加熱器、濃鹽水泵、稀鹽水泵、脫氯塔、稀鹽水系統(tǒng)分配器、儀器和冷卻器;次氯酸鈉系統(tǒng)的冷卻器、吸收塔和分離器;氯氣處理系統(tǒng)的濕氯冷卻器;鹽水系統(tǒng)的液位計;破壞系統(tǒng)的換熱器;堿液循環(huán)泵、堿液系統(tǒng)的堿液冷卻器和上述系統(tǒng)的管道。
鈦盤管中鈦的10個性能:1.密度小,比強度高,鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁,低于鋼、銅、鎳。2.耐腐蝕性能,鈦是一種很活躍的金屬。其平衡電位很低,在介質(zhì)中熱腐蝕傾向很高。但實際上鈦是非常穩(wěn)定的,在氧化、中性、弱還原等各種介質(zhì)中都具有耐腐蝕性。由于鈦與氧具有很強的密和力,在含氧空氣或含氧介質(zhì)中,鈦表面形成致密、強粘連的惰性氧化膜,可防止基體腐蝕。即使是機械磨損,也可以自我恢復(fù)或恢復(fù)。結(jié)果表明,鈦是一種具有較強鈍化傾向的金屬,中溫低于315c的氧化鈦薄膜保持了這一特性。為了提高鈦的耐腐蝕性研究了鈦的氧化、電鍍、等離子噴涂、離子滲氮、離子注入和激光處理等表面處理技術(shù)。鈦盤管廠家為了滿足硫酸、鹽酸、甲胺溶液、高溫濕氯和高溫氯化物等金屬材料的使用要求,研制開發(fā)了一系列抗腐蝕鈦合金,如鈦鉬合金、鈦鈀和鈦鉬鎳合金。鈦鑄件由鈦32鉬合金制成。在經(jīng)常發(fā)生縫隙腐蝕或點蝕的環(huán)境中局部使用Ti-0.3Mo-0.8Ni合金或Ti-0.2Pd合金,取得了良好的效果。3.耐熱性能好,新型鈦合金可在600℃或高溫下長期使用。4.耐低溫性能好,鈦合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的低溫鈦合金,其強度隨溫度的減低而上升,但塑性變化卻不大。在-196-253℃的低溫下保持良好的延展性和韌性,避免金屬的冷脆性,是低溫容器、儲罐等設(shè)備的理想材料。5.抗阻尼性能好,與鋼和銅相比,鈦在受到機械振動和電振動后具有更長的振動衰減時間。利用鈦的這一性能可作音叉、學術(shù)上的粉碎機振動元件和音響揚聲器的振動薄膜等。6.無磁性、無污質(zhì),鈦是一種非磁性金屬,在大磁場中不被磁化。無污染,與人體組織和血液相容性好,被學術(shù)界使用。7.抗拉強度與其屈服強度接近,這種性質(zhì)表明,鈦金屬的屈服強度(拉伸強度/屈服強度)比很高,說明成形過程中鈦金屬的塑性變形很差。由于鈦的屈服度與彈性模量比值大,使鈦在成形過程中的回彈性變大。8.換熱性能好,雖然鈦金屬的導(dǎo)熱系數(shù)低于碳鋼和銅,但由于鈦盤管廠家產(chǎn)品的優(yōu)異的耐腐蝕性,其壁厚可以大大降低,表面與蒸汽之間的傳熱是凝結(jié)的,如果在表面冷卻,就可以降低熱群。由于表面沒有結(jié)垢,鈦的傳熱性能可以明顯提高。9.彈性模量低,鈦的彈性模量在常溫時為106.4GMPa,為鋼的57%。10.吸氣性能,鈦是一種在高溫下與許多元素和化合物反應(yīng)的一種。鈦吸氣主要是指與碳,氫,氮,氧在高溫下反應(yīng)。
鈦管和配件的安裝和運輸注意事項:1、鈦和鈦合金管道設(shè)置鈦和鈦合金管的運輸和存儲時,鈦盤管廠家必須注意不要與鐵質(zhì)材料接觸或碰撞。2、鈦及鈦合金管材切割應(yīng)采用機械方法,切割速度應(yīng)低;用砂輪切割或磨削鈦管時,應(yīng)使用專用砂輪;不要使用火焰切割。凹槽應(yīng)采用機械方法加工。3、鈦合金焊管應(yīng)采用惰性氣體保護或真空焊接方式焊接用氧-乙炔或二氧化碳氣體保護焊接,鈦盤管廠家也不得采用普通手工電弧焊接。4、鈦及鈦合金管道在安裝時不得用鐵工具和材料沖擊和擠壓;應(yīng)在碳鋼支架、絞架和鈦及鈦合金管道之間插入橡膠或軟塑料板,使其不與鈦及鈦合金管道直接接觸;鈦及鈦合金管道應(yīng)通過墻壁和板條安裝套管,間隙不小于10毫米,并應(yīng)填充絕緣材料,不得在絕緣材料中含鐵雜質(zhì)。5、鈦及鈦合金管不得與其他金屬管直接焊接。當需要連接時,可以使用套管法蘭連接。使用的非金屬墊片一般為橡膠墊或塑料墊,并應(yīng)控制氯離子含量不得超過25ppm。
屏蔽氣體覆蓋的重要性,建議采用純氬氣焊接鈦,因為純度高,含水量低。可以使用75/25的氬/氦混合物來提高穩(wěn)定性并僅在指定時增加滲透。美國焊接協(xié)會(AWS)鈦盤管廠家建議測量焊接氣體純度,以確保其符合每種應(yīng)用的標準。保護氣體的純度至少為99.995%,不超過百萬分之20(PPM)的氧氣,露點高于-76華氏度。其他應(yīng)用需要99.999%的純氬氣流量。鈦盤管廠家用尾罩裝備焊槍很重要。否則,氧氣污染的風險就會增加,隨之而來的是破裂的可能性。一些焊工會制造自己的尾隨防護罩,雖然有很多款式可供購買。尾隨護罩符合管子的形狀,并沿著管子的GTAW割炬。在火炬及其氬氣流動之后,屏蔽為焊縫提供額外的氬保護。將割炬和尾隨保護氣流設(shè)置為20立方英尺/小時(CFH)可提供較佳保護氣體覆蓋率。始終使用干凈、無孔的塑料軟管向割炬、拖尾護罩和吹掃裝置輸送保護氣體。