鈦設備在化工中的應用例子:對苯二甲酸是工業(yè)上通過對二甲苯氧化合成聚酯的原料。乙酸和溴化物無論在高溫氧化或低溫氧化條件下都存在高溫腐蝕,在135℃以上介質(zhì)中,316L不銹鋼經(jīng)幾十小時即發(fā)生點蝕。故設計規(guī)范規(guī)定在135℃以上必須使用鈦材。北京石化總廠引進了一整套鈦設備,包括16個氧化反應器、溶劑脫水塔、加熱器、冷凝器和再沸器。南京揚子石化公司引進年產(chǎn)45萬噸對苯二甲酸裝置,有56臺鈦設備和大量鈦管道閥門。上海石化總廠引進的氧化反應釜高32m,上直徑4m,下直徑5.3m,容積為505m,設備自重達175t。鈦的使用效果非常好,推廣應用前景廣闊。乙醛氧化為乙醛,乙醛氧化為乙酸,丙烯氧化為丙酮,除原料及產(chǎn)物有一定的腐蝕性外,主要腐蝕介質(zhì)為催化劑,其中無縫鈦管批發(fā)生產(chǎn)的不銹鋼腐蝕速度較快,鈦則具有較好的耐蝕性。早在1963年,鈦就在美國成功地應用于乙烯氧化制乙醛。我國的乙烯氧化制乙醛裝置已于1976年投入使用,至今鈦設備的運行情況良好。在國外,有襯鈦反應器高達9.6米,直徑3米,有換熱器,催化劑再生塔,乙醛溶液冷卻器等11個鈦設備。中國自20世紀80年代以來,上海和吉林分別引進了國外乙烯氧化乙醛的成套設備,其中許多設備和泵閥等由鈦制成。與不銹鋼相比,它們具有明顯的優(yōu)勢,無縫鈦管批發(fā)使用效果非常令人滿意。丙烯氧化成丙酮設計,鈦設備有12臺,每年生產(chǎn)3萬噸丙酮裝置,鈦設備可達40噸。
無縫鈦管批發(fā)根據(jù)工件的要求和表面情況,接受堿洗滌、水溶性洗滌劑、氯溶劑噴砂、噴霧等方法,收拾鈦標準品。焊條使用時應單調(diào)連接,鈦鈣型應在150℃單調(diào)處理1小時,低氫型應在200-250℃單調(diào)處理1小時(不能重復干燥,否則涂層會簡單開裂脫落),以防止焊條涂層粘油等污垢,以免增加焊縫中碳含量,影響焊縫質(zhì)量。彎頭焊接時,反復加熱分離碳化物,降低耐墮落性和力學功能。焊后硬化性較大,簡單孕育發(fā)生裂紋。無縫鈦管批發(fā)接手同樣模型的焊條焊接時,需要進行300℃以上的預熱和焊接后700℃左右的緩冷處理。如果焊點不能保持焊后熱處理獎懲,應選擇鉻鎳鈦合金管道焊條。正確收拾鈦合金管彎頭,提高其使用的安靜功能,延長其使用周期。鈦管彎頭在設備時要穩(wěn)定密封性,抑制泄漏,影響管道的正常工作。鈦合金管彎頭裝備時,可將鈦合金管彎頭按連接腳直接裝備在管路上,并根據(jù)所用方位來組織裝備。在普通環(huán)境下,可以設備在管道的盡可能方向上,但需要方便操作的檢查,穩(wěn)定地阻止鈦合金管道彎頭的介質(zhì)流向應該在縱閥瓣下方向上流,鈦合金管道彎頭只能水平設備。
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;中國無縫鈦管批發(fā)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)達國家在鈦材料深加工和應用方面的優(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。無縫鈦管批發(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,由于成本等原因無法廣泛推廣到民用領域。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航空發(fā)動機上的主要材料。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)應用于汽車排氣系統(tǒng)。
鈦盤管主要用于容器的加熱和冷卻,鈦盤管的固定方式分為可拆卸和不可拆卸兩種,這取決于無縫鈦管批發(fā)材料的介質(zhì)和對鈦盤管的腐蝕狀況,但設計主要以可拆卸為主,使鈦盤管的檢查和清洗變得容易。鈦圓盤管、圓盤管、方鈦圓盤管、蛇鈦圓盤管、u型鈦圓盤管、s型鈦圓盤管、鈦雙層管、鈦管換熱器、鈦管換熱器、鈦管換熱器、掛鈦圓盤管、雙進出單層鈦圓盤管、單進出鈦圓盤管、單層鈦圓盤管、單層鈦圓盤管、多層鈦圓盤管,無縫鈦管批發(fā)可根據(jù)客戶圖紙加工。鈦盤管的應用特點:1.大多數(shù)酸堿介質(zhì)具有良好的耐腐蝕性;2.表面光潔,無垢層;3.密度小,強度高,因而重量輕;金屬鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁而低于鋼、銅、鎳,但比強度位于金屬之首。4.使用壽命長,維護費用減少,生產(chǎn)力提高。
鈦盤管的焊接,焊縫工藝評定試驗和腐蝕試驗合格后,方可施焊產(chǎn)品。依據(jù)焊接工藝評定編制焊接工藝規(guī)程,無縫鈦管批發(fā)依據(jù)焊接工藝規(guī)程的參數(shù)及要求進行盤管的焊接。由于盤管較長,拼焊時比較重,手動旋轉(zhuǎn)比較困難,所以盤管可以放在可旋轉(zhuǎn)的支撐輪上,可以旋轉(zhuǎn)焊接。同時先采用7根直鈦管一組進行組焊后一道焊接,焊接時分兩層,打底焊時管內(nèi)通純氬氣進行保護(先通氬10~15min,將管內(nèi)的空氣排凈才可以焊接),焊接處管外用保護罩進行保護,待焊的焊口用膠帶密封住,無縫鈦管批發(fā)將管口用膠帶密封并插入氬氣管通氬氣,最后一個管口膠帶密封,并打幾個小孔,以便排除空氣和氬氣。所有焊接口焊接底部焊接后進行蓋面焊接,蓋面焊接時保護管內(nèi)的水,注意水必須填充管內(nèi),防止管內(nèi)留有空氣,管外用保護罩通過氬氣。焊接時,鈦管的溫度必須隨時控制在200℃以下。
通過大量實驗和應用實例證明,鈦管在電站凝汽器中的應用在技術(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。無縫鈦管批發(fā)生產(chǎn)的鈦管應用于發(fā)電站應解決的三個問題: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,無縫鈦管批發(fā)必須確定適當?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。