通過大量實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)例證明,鈦管在電站凝汽器中的應(yīng)用在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都具有很大的優(yōu)越性。從經(jīng)濟(jì)角度來看,以1983年日本1000mw凝汽器的核電機(jī)組管道(約5萬條凝汽器管)價(jià)格為例,根據(jù)凝汽器的使用時(shí)間為40年,鋁黃管年平均漏液量為40年。鈦管廠家生產(chǎn)的鈦管應(yīng)用于發(fā)電站應(yīng)解決的三個(gè)問題:1.腐蝕問題,海水用作沿海電站冷凝器的冷卻水。由于海水中含有大量的泥沙、懸浮物、海洋生物和各種腐蝕性物質(zhì),在海水和河水交替出現(xiàn)的微咸水中,情況更加嚴(yán)重。傳統(tǒng)銅平臺(tái)金屬管的腐蝕方式有:整體腐蝕(均勻腐蝕)、沖蝕、應(yīng)力腐蝕等。鈦具有優(yōu)異的耐腐蝕性,鈦管凝氣器因腐蝕而消除海水泄漏事故,但耐腐蝕性好,不像銅合金管那樣表面產(chǎn)生含毒物質(zhì),鈦管內(nèi)壁容易附著海生物,影響傳熱效果,需要相應(yīng)的清洗裝置。2.吸氫問題,雖然鈦表面有致密的鈍化膜,在許多強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中非常耐腐蝕,但鈦與氫的親和力很高。非常容易吸氫。在常溫時(shí)就發(fā)生,高溫時(shí)(如100℃)吸氫迅速。氫在鈦中的固熔限很小(約為20ppm),超過限量就會(huì)在鈦表面上析出氫化物(TtH2)。隨著表面TiH2含量的增加,4j時(shí)鈦的沖擊值和延伸率迅速下降。此外,舊機(jī)組改造時(shí),由于管板采用銅合金,冷凝管采用鈦,因此需要采用陰極保護(hù)裝置,防止電化學(xué)腐蝕。比如日立電廠的冷凝器是海水冷卻,鈦管和銅合金板組成熱電偶。當(dāng)保護(hù)電位低于0.75V(SCE)時(shí),出口鈦管端吸收氫氣,氫氣含量達(dá)到650ppm使用一年后;如果電位為0.5~0.75V(SCE),鈦在常溫下不會(huì)吸氫。3.震動(dòng)問題,由于鈦管的耐腐蝕性好。鈦制凝固器不會(huì)因腐蝕而泄漏。但是,鈦管有可能因振動(dòng)而損壞。為了避免鈦管的振動(dòng)問題,在制造屏蔽鈦凝固器時(shí),鈦管廠家必須確定適當(dāng)?shù)母舭彘g隔的舊單元改造時(shí),必須檢查原來的隔板間隔是否適用。
鈦鋼板式換熱器有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)特點(diǎn)?鈦管廠家鈦板換熱器的設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn):1)高效節(jié)能:其換熱系數(shù)在3000~4500kcal/m2,比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。2)結(jié)構(gòu)緊湊:板式換熱器板緊密布置,與其他類型換熱器相比,板式換熱器板面積占用空間較少,同一換熱板板式換熱器板面積僅為殼式換熱器板面積的1/5。3)易清洗,拆裝方便:板式換熱器用夾緊螺栓夾緊被夾緊的板,拆裝方便,可隨時(shí)打開清洗。同時(shí),由于板表面光滑,湍流度高,不易結(jié)垢。4)使用壽命長:板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制,可耐各種腐蝕介質(zhì),膠墊可隨意更換,并可方便拆裝檢修。5)適應(yīng)性:板板換熱器板是一個(gè)獨(dú)立的部件,鈦管廠家可根據(jù)要求增加或減少流量,形式各異;可適用于各種不同的工藝要求。6)沒有液體錯(cuò)流,板式換熱器的密封槽設(shè)有排水通道,各種介質(zhì)不會(huì)相互串通,即使發(fā)生泄漏,介質(zhì)也始終向外排出。
鈦盤管中鈦的10個(gè)性能:1.密度小,比強(qiáng)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(shí)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(qiáng)的密和力,在含氧空氣或含氧介質(zhì)中,鈦表面形成致密、強(qiáng)粘連的惰性氧化膜,可防止基體腐蝕。即使是機(jī)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(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)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(chǔ)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(jī)械振動(dòng)和電振動(dòng)后具有更長的振動(dòng)衰減時(shí)間。利用鈦的這一性能可作音叉、學(xué)術(shù)上的粉碎機(jī)振動(dòng)元件和音響揚(yáng)聲器的振動(dòng)薄膜等。6.無磁性、無污質(zhì),鈦是一種非磁性金屬,在大磁場(chǎng)中不被磁化。無污染,與人體組織和血液相容性好,被學(xué)術(shù)界使用。7.抗拉強(qiáng)度與其屈服強(qiáng)度接近,這種性質(zhì)表明,鈦金屬的屈服強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度/屈服強(qiáng)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(shí)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)。
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),鈦管廠家這是通過真空蒸餾實(shí)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(dāng)今世界,越來越多的公司對(duì)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(jìn)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(dú)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(gè)單獨(dú)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(yùn)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(dāng)發(fā)現(xiàn)焊接池的接頭不夠牢固時(shí),制造商可在鈦壁上施加附加張力。而且,鈦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(dòng)直徑測(cè)量系統(tǒng)。將來,可能還會(huì)引入用于縫焊條件的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。