焊接工藝評定,按NB/T47014—2011進行焊接工藝評定,焊接工藝評定所用鈦管材料為TA2,鈦管規(guī)格為φ45mm×3mm。在準備預(yù)焊程序時,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,鈦復(fù)合管廠家評定焊接工藝試驗時按預(yù)焊接工藝規(guī)程進行。所用氬弧焊焊機型號為WSM315,采用高頻引弧,氬氣采用純氬(99.99%Ar)。焊接工藝評定試驗結(jié)果可知焊接工藝評定試驗結(jié)果合格。(2)切片腐蝕試驗,為了檢驗焊接接頭的耐蝕性,鈦復(fù)合管廠家采用氬弧焊焊接一個鈦管試件,封口時均采用通水保護,其中中間焊縫特意不進行保護,焊縫呈黃色,部分呈藍色,其余為銀白色。鈦管試件切片取樣,取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后進行腐蝕試驗,結(jié)果表明,銀白色焊縫有輕微腐蝕,而藍色金黃色焊縫腐蝕嚴重,表明在焊接過程中,經(jīng)通水保護的焊縫同樣耐腐蝕。
鈦焊管廠家生產(chǎn)的鈦合金具有哪些性能?鈦復(fù)合管廠家生產(chǎn)的鈦合金具有低密度、高比強度、耐高溫、耐腐蝕、無磁性等優(yōu)良綜合性能,成為現(xiàn)代航空宇宙領(lǐng)域有前途的金屬結(jié)構(gòu)材料之一。伴隨著鈦合金的大量應(yīng)用,其冶金質(zhì)量問題也越來越受到業(yè)界人士的重視,因此,鈦合金的冶金質(zhì)量問題顯得尤為重要。目前,超過80%的工業(yè)鈦合金用于變形鈦合金,如鈦鍛件、鍛件和軋制型材。鍛造變形是保證鈦合金材料獲得理想組織和性能的主要手段之一,但鈦復(fù)合管廠家不正確的鍛造技術(shù)往往會給鈦合金產(chǎn)品帶來不理想的組織和冶金缺陷,惡化其力學(xué)性能,給鈦合金產(chǎn)品的正常使用帶來潛在危害,同時給生產(chǎn)和使用廠家?guī)砗芏嗬速M。
先切斷進料桿的末端,鈦復(fù)合管廠家顯示出純凈、無污染的點,開始焊接。啟動氬氣流幾秒鐘,然后引弧,確保焊接區(qū)域完全覆蓋。利用變頻器的高頻電弧啟動功能。割炬角度、割炬速度和填絲角度與焊接不銹鋼相似,為焊接鈦管提供了較佳條件。用鈦制造焊接熔池相當(dāng)容易,但它可能不容易移動。將焊接熔池與電弧和填充棒一起推動通常可以獲得良好效果,但在焊接時鈦復(fù)合管廠家必須將填充棒保持在保護氣體外殼內(nèi)。因為過多的熱量會使焊縫破裂,所以減少熱量輸入也很重要。使用填充金屬的dab技術(shù)(以穩(wěn)定的行進速度)。完成焊接后,允許20到25秒的后續(xù)流動以保護接縫,因為它會冷卻到800華氏度以下的閾值。阻止氧與鈦反應(yīng)。一些焊接可能需要低于500華氏度的溫度。一旦焊接完成,鈦就能顯示出它的本來面目。焊接接頭的顏色表明保護氣體保護焊縫免受污染以及氧化層厚度的程度(見圖2)。除了視覺檢查、染料滲透、硬度檢查、X射線檢查、超聲檢查和破壞性檢查外,還可以確定鈦焊縫的質(zhì)量。
通過大量實驗和應(yīng)用實例證明,鈦管在電站凝汽器中的應(yīng)用在技術(shù)和經(jīng)濟上都具有很大的優(yōu)越性。從經(jīng)濟角度來看,以1983年日本1000mw凝汽器的核電機組管道(約5萬條凝汽器管)價格為例,根據(jù)凝汽器的使用時間為40年,鋁黃管年平均漏液量為40年。鈦復(fù)合管廠家生產(chǎn)的鈦管應(yīng)用于發(fā)電站應(yīng)解決的三個問題: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,情況更加嚴重。傳統(tǒng)銅平臺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。在常溫時就發(fā)生,高溫時(如100℃)吸氫迅速。氫在鈦中的固熔限很小(約為20ppm),超過限量就會在鈦表面上析出氫化物(TtH2)。隨著表面TiH2含量的增加,4j時鈦的沖擊值和延伸率迅速下降。此外,舊機組改造時,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)保護電位低于0.75V(SCE)時,出口鈦管端吸收氫氣,氫氣含量達到650ppm使用一年后;如果電位為0.5~0.75V(SCE),鈦在常溫下不會吸氫。3.震動問題,由于鈦管的耐腐蝕性好。鈦制凝固器不會因腐蝕而泄漏。但是,鈦管有可能因振動而損壞。為了避免鈦管的振動問題,在制造屏蔽鈦凝固器時,鈦復(fù)合管廠家必須確定適當(dāng)?shù)母舭彘g隔的舊單元改造時,必須檢查原來的隔板間隔是否適用。
鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應(yīng)速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對鈦的溶解使鈦的脆性增強,韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強度,降低塑性,碳含量超過溶解度時,會產(chǎn)生硬脆的TiC,呈網(wǎng)狀分布,容易產(chǎn)生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導(dǎo)熱系數(shù)小,冷卻速度慢,焊接熱影響區(qū)在高溫下停留時間長,高溫極易過熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來分析。為了保證焊接接頭的性能,鈦復(fù)合管廠家應(yīng)控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護是關(guān)鍵問題。同時,鈦復(fù)合管廠家應(yīng)控制焊接接頭的溫度,避免過熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發(fā)生反應(yīng),因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應(yīng)很高,一般純度≥99.99%。