工業(yè)純鈦是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定的金屬。如果可以通過(guò)溶解產(chǎn)生Ti2+,則鈦離子化的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為-1.63V,這使鈦可溶于水并釋放氫。然而,在各種腐蝕性介質(zhì)中,鈦具有很強(qiáng)的耐腐蝕性,高壓鈦管批發(fā)因?yàn)殁伨哂泻軓?qiáng)的鈍化作用。它的鈍化度超過(guò)了鈷,鎳和不銹鋼的鈍化度。在眾多活性介質(zhì)中,尤其是氧化性介質(zhì)、氯化物介質(zhì)中,具有優(yōu)異的耐腐蝕性,但鈦在硫酸和鹽酸中的穩(wěn)定性較差。為了解決常規(guī)鈦及鈦合金對(duì)硫酸、鹽酸等還原性介質(zhì)的耐蝕性差的問(wèn)題,在鈦合金中加入鉬(10%~32%)可以大大提高鈦合金對(duì)還原性介質(zhì)的耐蝕性。鉬含量越高,耐腐蝕性越好,但冶煉和加工難度越大。合金的強(qiáng)化是其主要性能,對(duì)其應(yīng)用有一定的影響。鈦鉬合金比純鈦更適合鋼煙囪的腐蝕防護(hù)。Ti-20MO及以上的Ti-Mo合金可以滿足要求,而且由于抗氯化物能力強(qiáng),特別適合采用海水脫硫的電廠。鉬含量越高,耐腐蝕性越好,但冶煉和加工難度越大。主要性能是合金的強(qiáng)化,在一定程度上影響合金的應(yīng)用。Ti-Mo合金的耐腐蝕性如表2所示。鈦鉬合金比純鈦更適合鋼煙囪的腐蝕防護(hù)。Ti-20MO及以上的鈦鉬合金可以滿足要求,并且由于它們具有很強(qiáng)的耐氯化物性能,因此特別適用于使用海水脫硫的發(fā)電廠。鉬含量越高,耐腐蝕性越好,但冶煉和加工難度越大。高壓鈦管批發(fā)的產(chǎn)品主要性能是合金的強(qiáng)化,在一定程度上影響合金的應(yīng)用。Ti-Mo合金的耐腐蝕性如表2所示。鈦鉬合金比純鈦更適合鋼煙囪的腐蝕防護(hù)。Ti-20MO及以上的鈦鉬合金可以滿足要求,并且由于它們具有很強(qiáng)的耐氯化物性能,因此特別適用于使用海水脫硫的發(fā)電廠。Ti-Mo合金的耐腐蝕性如表2所示。鈦鉬合金比純鈦更適合鋼煙囪的腐蝕防護(hù)。Ti-20MO及以上的鈦鉬合金可以滿足要求,并且由于它們具有很強(qiáng)的耐氯化物性能,因此特別適用于使用海水脫硫的發(fā)電廠。鈦鉬合金比純鈦更適合鋼煙囪的腐蝕防護(hù)。Ti-20MO及以上的Ti-Mo合金可以滿足要求,而且由于抗氯化物能力強(qiáng),特別適合采用海水脫硫的電廠。
鈦管如何成形?鈦的形成是在室溫下完成的,這與鋼相似。鈦在室溫下的延展性低于其他結(jié)構(gòu)金屬之一。這自動(dòng)導(dǎo)致降低的拉伸成形性和較大的彎曲半徑。鑒于這種特性,有時(shí)使用熱成型,尤其是在需要更激烈的彎曲(或拉伸成型時(shí))。高壓鈦管批發(fā)生產(chǎn)的鈦的彈性模量是鋼的一半,這意味著成型過(guò)程會(huì)引起明顯的反彈(制造商補(bǔ)償這一特性)。同樣,鑒于鈦的磨損趨勢(shì)(大于鋼的磨損趨勢(shì)),潤(rùn)滑是管材成型過(guò)程的重要組成部分。成型準(zhǔn)備,大多數(shù)情況下,鈦在成形操作前不需要采取其他措施。高壓鈦管批發(fā)在收到錠子后使用它們,但這可能并不總是奏效。在注意其表面的任何標(biāo)記(如鑿子)后,這些標(biāo)記將通過(guò)不同的處理(噴砂、酸洗等)去除。)。此外,如果有尖邊,在實(shí)際管材成型工藝之前應(yīng)使其光滑。否則有裂邊的風(fēng)險(xiǎn),影響產(chǎn)品質(zhì)量。
世界上主要有八個(gè)鈦生產(chǎn)國(guó),按美國(guó)、俄羅斯、日本、中國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利排名。近年來(lái),受包括中國(guó)、日本在內(nèi)的亞洲各國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的拉動(dòng),特別是以中國(guó)為核心的石化、軍工等行業(yè)用鈦量的快速增長(zhǎng),世界鈦材的需求量迅速增加。每年以兩位數(shù)的幅度增長(zhǎng)。美國(guó)是世界上鈦需求量較大的國(guó)家。也是生產(chǎn)大國(guó),2012年產(chǎn)量超過(guò)3.5萬(wàn)噸;俄羅斯鈦材產(chǎn)量居全球第2位,2012年產(chǎn)量在3.0萬(wàn)t左右;中國(guó)高壓鈦管批發(fā)2012年生產(chǎn)鈦材約2.8萬(wàn)t,且2013年有望突破3.0萬(wàn)t;日本2012年的產(chǎn)量也達(dá)到了1.9萬(wàn)t左右;歐洲近兩年鈦材的產(chǎn)量變化不大。但是,與發(fā)達(dá)國(guó)家在鈦材料深加工和應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)相比,國(guó)內(nèi)鈦材料的發(fā)展相對(duì)廣泛,大部分仍停留在原材料或粗品的加工上。高壓鈦管批發(fā)生產(chǎn)的少量技術(shù)含量高的成品主要用于軍工產(chǎn)品,由于成本等原因無(wú)法廣泛推廣到民用領(lǐng)域。在國(guó)外,如英國(guó)IMI公司研制的M1834合金、美國(guó)Timet公司研制的Ti-1100鈦合金等鈦合金系列均己成為先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的主要材料。TIMT公司的ExhaustXT合金、KoBESTEEL公司的Ti-1.2ASN合金以及NIPPONSTEEL公司的TI-lCu-0.5Nb合金等,由于室溫塑性和高溫抗氧化性能較好,已陸續(xù)應(yīng)用于汽車排氣系統(tǒng)。
焊接工藝評(píng)定,按NB/T47014—2011進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,焊接工藝評(píng)定所用鈦管材料為TA2,鈦管規(guī)格為φ45mm×3mm。在準(zhǔn)備預(yù)焊程序時(shí),應(yīng)以焊接可操作性和良好的焊接接頭性能為原則。為保證鈦盤管施焊的焊接接頭滿足使用要求,高壓鈦管批發(fā)評(píng)定焊接工藝試驗(yàn)時(shí)按預(yù)焊接工藝規(guī)程進(jìn)行。所用氬弧焊焊機(jī)型號(hào)為WSM315,采用高頻引弧,氬氣采用純氬(99.99%Ar)。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果可知焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果合格。(2)切片腐蝕試驗(yàn),為了檢驗(yàn)焊接接頭的耐蝕性,高壓鈦管批發(fā)采用氬弧焊焊接一個(gè)鈦管試件,封口時(shí)均采用通水保護(hù),其中中間焊縫特意不進(jìn)行保護(hù),焊縫呈黃色,部分呈藍(lán)色,其余為銀白色。鈦管試件切片取樣,取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后進(jìn)行腐蝕試驗(yàn),結(jié)果表明,銀白色焊縫有輕微腐蝕,而藍(lán)色金黃色焊縫腐蝕嚴(yán)重,表明在焊接過(guò)程中,經(jīng)通水保護(hù)的焊縫同樣耐腐蝕。
其他雜質(zhì)對(duì)焊縫金屬性能的影響,其他雜質(zhì)是指除氣體雜質(zhì)外可能被納入池中的雜質(zhì)。其來(lái)源可能是焊接操作環(huán)境不潔凈,焊工佩戴臟手套接觸油后留下的焊件,高壓鈦管批發(fā)焊接前用棉紗擦洗接頭可能會(huì)留下棉毛、焊接生產(chǎn)環(huán)境和鋼焊接產(chǎn)生混合的銹、濕等有機(jī)物質(zhì)。這些污染物在電弧高溫下分解氧、氫、氮、碳等要素,溶解在溶解的鈦中。當(dāng)這些元素的數(shù)量超過(guò)鈦溶解度時(shí),會(huì)形成二氧化鈦、氫化鈦、氮化鈦、碳化鈦等化合物。高壓鈦管批發(fā)通過(guò)熔池結(jié)晶,這些化合物進(jìn)入鈦的晶格內(nèi),形成變形的外區(qū),從而改變鈦的力學(xué)性能。少量的微量元素被納入鈦中,如果不超過(guò)允許的范圍仍有可能,有時(shí)人們希望。但不允許雜質(zhì)元素含量超標(biāo),尤其是有機(jī)雜質(zhì),有害無(wú)益。這是因?yàn)檫@些雜質(zhì)元素使鈦焊縫的力學(xué)性能變差,耐蝕性降低,也是冷風(fēng)氣孔的根源。