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(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。鈦金管廠家生產(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(yán)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(jī)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(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,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,鈦金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。
焊前準(zhǔn)備1)焊接場地及環(huán)境,焊接環(huán)境應(yīng)清潔、無煙、無塵、獨立。施焊環(huán)境的自然條件為:風(fēng)速≥1.5m/s,相對濕度>80%,溫度<5℃,雨雪無防時不得施焊。例如,在鋼結(jié)構(gòu)車間焊接時,應(yīng)將鈦焊接區(qū)與鋼結(jié)構(gòu)區(qū)分開,鈦金管廠家防止鐵粉、氣體等有害雜質(zhì)的污染;焊接應(yīng)遠(yuǎn)離通風(fēng)口和開啟門窗,現(xiàn)場應(yīng)鋪設(shè)橡膠墊。(2)保護(hù)罩的制作,為了使鈦在高溫區(qū)(200℃以上)完全受到氬氣的保護(hù),必須制作保護(hù)效果好、焊接操作方便的保護(hù)罩。因為保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)直接影響到焊接質(zhì)量和焊接效率,所以經(jīng)過多次結(jié)構(gòu)設(shè)計和焊接試驗,最終確定了保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)形式。另外氬的比重高于空氣,因此保護(hù)罩制作時可以考慮在保護(hù)罩上方留有操作孔。(3)坡口加工坡口應(yīng)進(jìn)行加工,例如,坡口應(yīng)使用坡口機(jī)、氣動內(nèi)磨機(jī)、氧化鋁或碳化硅砂輪拋光片等工具進(jìn)行加工。加工坡口時,請慢慢加工(或用冷卻水冷卻),鈦金管廠家以免加工時溫度過高。切削后的坡口表面應(yīng)平整光滑,不能有裂紋、層狀、夾雜、毛刺、飛邊及氧化色等,坡口表面及兩側(cè)30mm以內(nèi)的金屬光澤為銀白色。(4)焊接前清掃焊絲、坡口表面和兩側(cè)20mm范圍內(nèi)進(jìn)行表面清掃。鈦金管廠家可根據(jù)表面污染程度選用脫脂、機(jī)械清理或化學(xué)清洗,機(jī)械清理時允許使用不銹鋼絲刷。焊接前應(yīng)用丙酮或無水乙醇等溶劑清洗槽和焊絲,清洗后不要觸摸手,及時在4小時內(nèi)焊接,過期焊接應(yīng)再次清洗。清潔焊絲不得隨意扔到地上,鈦金管廠家應(yīng)放置在清潔焊絲管內(nèi),以防再次污染。
世界上主要有八個鈦生產(chǎn)國,按美國、俄羅斯、日本、中國、英國、法國、德國、意大利排名。近年來,受包括中國、日本在內(nèi)的亞洲各國經(jīng)濟(jì)增長的拉動,特別是以中國為核心的石化、軍工等行業(yè)用鈦量的快速增長,世界鈦材的需求量迅速增加。每年以兩位數(shù)的幅度增長。美國是世界上鈦需求量較大的國家。也是生產(chǎn)大國,2012年產(chǎn)量超過3.5萬噸;俄羅斯鈦材產(chǎn)量居全球第2位,2012年產(chǎn)量在3.0萬t左右;中國鈦金管廠家2012年生產(chǎn)鈦材約2.8萬t,且2013年有望突破3.0萬t;日本2012年的產(chǎn)量也達(dá)到了1.9萬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)國家在鈦材料深加工和應(yīng)用方面的優(yōu)勢相比,國內(nèi)鈦材料的發(fā)展相對廣泛,大部分仍停留在原材料或粗品的加工上。鈦金管廠家生產(chǎn)的少量技術(shù)含量高的成品主要用于軍工產(chǎn)品,由于成本等原因無法廣泛推廣到民用領(lǐng)域。在國外,如英國IMI公司研制的M1834合金、美國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)。
鈦盤管用于沿海電站的冷凝器。在1960年代之前使用了鋁黃銅管或B30白色黃銅管。隨著海水污染的增加,使用壽命大大縮短。鈦金管廠家生產(chǎn)的全鈦冷凝器早在1960年代就已在英國使用。1970年代,日本推出了薄壁(0.3-0.5mm)焊接鈦管冷凝器,成本大大降低。1987年之前,鈦金管廠家生產(chǎn)的鈦制冷凝器在30%的發(fā)達(dá)國家中使用。由于對核電廠安全運行和可靠性的要求較高,重點介紹了鈦冷凝器的使用。他們中的大多數(shù)使用薄壁焊接鈦管和無縫鈦管。中國從1970年代末開始測試國內(nèi)鈦管。自1983年以來,在9個電廠中使用了18個全鈦冷凝器,包括浙江臺州電廠,上海金山熱電廠和浙江鎮(zhèn)海電廠。他們共享700噸鈦管。結(jié)果令人滿意。
鈦管成型的類型有哪些?成型類型,鈦管可以通過冷、熱成型兩種方成型。冷成型,考慮到金屬的伸長率,鈦管在低速和室溫下形成。因此,鈦金管廠家將進(jìn)行拉伸試驗。制造商將通過對成形的鈦管進(jìn)行熱定形來消除回彈。熱成型,眾所周知,鈦的延展性(包括彎曲性和拉伸成形性)隨著溫度的上升而增加。因此,通常在高溫下制作鈦管。隨著溫度的提高,鈦管的成型操作變得更加簡單。使用這種方法,實際上在形成5級鈦(Gr5TC4)時就消除了回彈。鈦管彎曲,鈦管使用常規(guī)設(shè)備彎曲。心軸彎管機(jī)是小半徑彎曲的優(yōu)先事項。鈦金管廠家為了較大程度地減少鈦的下垂趨勢,必須對彎管設(shè)備和刮水器模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐櫥?。為了獲得較好結(jié)果,彎曲過程應(yīng)以低速進(jìn)行。
鈦有如下良好的物理性能和化學(xué)性能:1.純鈦金屬表面鈍化膜具有較強的抗酸蝕能力,不易腐蝕純鈦義齒。純鈦的優(yōu)良機(jī)械性能也是制作假牙的優(yōu)先事項:彈性模量低具有記憶功能,因此鈦金管廠家使用純鈦制作剛性卡環(huán)非常有利,彈性好,不影響義齒的位置,不損傷基礎(chǔ)牙。2.小密度:約1/4的金;1/2的鈷鉻合金;因此純鈦義齒比其他材料輕。相同體積、重量小于普通鈷鉻合金重量一半的鋼托體,可大大減輕口腔軟組織負(fù)擔(dān);3.熱傳導(dǎo)率低:僅為黃金的1/17。因此,純鈦瓷牙可以有效保護(hù)牙髓組織免受外部冷熱酸刺激4.線收縮率小:1.75%,低于金合金和鈷鉻合金,適應(yīng)性好,鑄造精度高,純鈦瓷邊緣密度高,鈦金管廠家可有效預(yù)防瓷冠基牙繼發(fā)齲齒的發(fā)生5.X線呈半阻型:X線可以檢查鈦冠內(nèi)牙體組織情況,因此在不破冠的情況下可診斷牙齒的健康狀況,此外,純鈦瓷牙也不會影響頭顱CT的檢查;6.非磁性鈦:純鈦系義齒在磁場中不會被磁化,這是非常重要的;純鈦瓷牙和全瓷牙是固定修復(fù)之一,不影響顱骨磁共振檢查;