鈦設(shè)備在化工中的應(yīng)用例子:對(duì)苯二甲酸是工業(yè)上通過(guò)對(duì)二甲苯氧化合成聚酯的原料。乙酸和溴化物無(wú)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(shí)即發(fā)生點(diǎn)蝕。故設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定在135℃以上必須使用鈦材。北京石化總廠引進(jìn)了一整套鈦設(shè)備,包括16個(gè)氧化反應(yīng)器、溶劑脫水塔、加熱器、冷凝器和再沸器。南京揚(yáng)子石化公司引進(jìn)年產(chǎn)45萬(wàn)噸對(duì)苯二甲酸裝置,有56臺(tái)鈦設(shè)備和大量鈦管道閥門(mén)。上海石化總廠引進(jìn)的氧化反應(yīng)釜高32m,上直徑4m,下直徑5.3m,容積為505m,設(shè)備自重達(dá)175t。鈦的使用效果非常好,推廣應(yīng)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,其中薄壁鈦焊管批發(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(guó)成功地應(yīng)用于乙烯氧化制乙醛。我國(guó)的乙烯氧化制乙醛裝置已于1976年投入使用,至今鈦設(shè)備的運(yùn)行情況良好。在國(guó)外,有襯鈦反應(yīng)器高達(dá)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(gè)鈦設(shè)備。中國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái),上海和吉林分別引進(jìn)了國(guó)外乙烯氧化乙醛的成套設(shè)備,其中許多設(shè)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(shì),薄壁鈦焊管批發(fā)使用效果非常令人滿(mǎn)意。丙烯氧化成丙酮設(shè)計(jì),鈦設(shè)備有12臺(tái),每年生產(chǎn)3萬(wàn)噸丙酮裝置,鈦設(shè)備可達(dá)40噸。
鈦盤(pán)管鈦金屬對(duì)許多介質(zhì)優(yōu)于鋼材,耐腐蝕性、耐熱強(qiáng)度、低溫韌性和斷裂韌性也優(yōu)于鋼材。鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁而低于鋼、銅、鎳,比強(qiáng)度位于金屬之首。(注:比強(qiáng)度、比強(qiáng)度與密度),薄壁鈦焊管批發(fā)主要用于各種容器的加熱和冷卻。一、鈦盤(pán)管的分類(lèi):鈦線(xiàn)圈、鈦蛇線(xiàn)圈、鈦雙線(xiàn)圈、鈦管、鈦管換熱器、鈦雙線(xiàn)圈、u型鈦線(xiàn)圈、鈦u型換熱器、鈦管換熱器、懸浮鈦線(xiàn)圈、雙進(jìn)雙出單層鈦線(xiàn)圈、單層鈦線(xiàn)圈、雙層鈦線(xiàn)圈、三層鈦線(xiàn)圈、四層鈦線(xiàn)圈、五層鈦線(xiàn)圈。二、鈦盤(pán)管的固定方式:1.可拆;2.不可拆。主要根據(jù)不同材料的介質(zhì)和鈦線(xiàn)圈的腐蝕程度來(lái)確定薄壁鈦焊管批發(fā)采用哪種固定方式。在總體情況下,主要拆卸方式為拆卸,方便使用日常維護(hù)、維修、清潔等。
鈦盤(pán)管的應(yīng)用范圍,薄壁鈦焊管批發(fā)將鈦線(xiàn)圈廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、發(fā)電、海水淡化、氯堿、制鹽和鈦線(xiàn)圈,也用于生產(chǎn)二氧化鈦、甘氨酸、硝胺酚、農(nóng)藥、燃料化學(xué)、農(nóng)藥中間體、氰尿酸、二氯氰尿酸、氰尿酸和氰尿酸。當(dāng)然,一般來(lái)說(shuō),鈦在氧化、中性和弱還原介質(zhì)中都具有耐腐蝕性,因?yàn)殁伜秃踅橘|(zhì)的反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生切、惰性、強(qiáng)粘結(jié)、強(qiáng)氧化膜以保護(hù)自身免受腐蝕。即使被機(jī)械性磨損也會(huì)很快自愈或重新再生。綜上所述,鈦是具有強(qiáng)鈍化傾向的金屬。介質(zhì)溫度在315℃以下鈦的氧化膜始終保持這一特性。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,各種新材料制成的設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石油、化工、航空航天、醫(yī)療等行業(yè),并衍生出不同的設(shè)備。針對(duì)硫酸、鹽酸、甲胺溶液、高溫濕氯氣、高溫氯化物生產(chǎn)中對(duì)金屬的新需求,薄壁鈦焊管批發(fā)開(kāi)發(fā)了鈦鉬、鈦鈀、鈦鉬鎳等系列耐蝕鈦合金。鈦合金可在≥600℃溫度下長(zhǎng)期使用。雖然鈦的導(dǎo)熱系數(shù)低于碳鋼、銅等金屬,但由于其優(yōu)異的耐腐蝕性能,使其壁厚可以變薄,表面和蒸汽的傳熱方式為凝結(jié),表面不規(guī)模,大大降低了熱阻,使鈦具有較好的傳熱性能。
薄壁鈦焊管批發(fā)生產(chǎn)的鈦是活性很高的金屬,其活性隨著溫度的升高而提高。鈦及其合金在空氣或含氧氣氛中受熱時(shí)與氧氣一起作用。當(dāng)加熱到428℃以下時(shí),形成保護(hù)性氧化膜。當(dāng)溫度升高時(shí),氧化膜的厚度增加。當(dāng)溫度高于538℃時(shí),氧化膜開(kāi)始失去保護(hù)作用,氧氣通過(guò)膜擴(kuò)散到金屬中,形成明顯的氣體滲透層。如果高于815c,鈦表面形成一個(gè)松散的氧化層。當(dāng)前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持高速健康發(fā)展,為我國(guó)鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的市場(chǎng)環(huán)境。我國(guó)化工、電力、海洋開(kāi)發(fā)、汽車(chē)工業(yè)、生物工程用鈦發(fā)展迅速。特別是中國(guó)新推出的大型飛機(jī)項(xiàng)目,極大地拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)鈦的需求,成為國(guó)內(nèi)鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α_@是國(guó)內(nèi)鈦合金生產(chǎn)企業(yè)的巨大發(fā)展機(jī)遇,也是國(guó)內(nèi)鈦合金行業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),要求鈦合金企業(yè)提高產(chǎn)品技術(shù)含量,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高薄壁鈦焊管批發(fā)的管理水平。相信中國(guó)的鈦工業(yè)經(jīng)過(guò)幾年的追趕后,能在全球鈦工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
在氬弧焊接鈦線(xiàn)圈時(shí),合適的保護(hù)罩可以有效地保持鈦線(xiàn)圈在富氬環(huán)境中的高溫區(qū),有效隔離空氣。鈦導(dǎo)熱系數(shù)低,從高溫區(qū)冷卻需要很長(zhǎng)時(shí)間,浪費(fèi)氬氣,降低焊接效率,鈦管焊接時(shí)采用管內(nèi)水冷,節(jié)約氬氣,薄壁鈦焊管批發(fā)大幅提高焊接效率。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、穩(wěn)定、易控制。鈦盤(pán)管橫截面為圓形,流動(dòng)阻力小,通道大,適用于高粘度的液體物料。由于熱管較短,管壁溫度均勻,冷凝水能及時(shí)排除,傳熱面利用率較高。傳熱面積小,液料對(duì)流循環(huán)差,易結(jié)垢。可根據(jù)材料的液面高度獨(dú)立控制各層線(xiàn)圈管的加熱蒸汽破碎和壓力,以滿(mǎn)足生產(chǎn)或運(yùn)行的需要。使用時(shí),不得將蒸汽引入暴露在液面下的盤(pán)管中,薄壁鈦焊管批發(fā)只有在液體材料浸沒(méi)后才能引入蒸汽。由于盤(pán)管結(jié)構(gòu)尺寸較大,加熱蒸汽壓力不宜過(guò)高,一般為0.7—1.0mpa。材料液受熱時(shí)間長(zhǎng),在一定程度上影響產(chǎn)品質(zhì)量。鈦盤(pán)管用于石油、石化、精細(xì)化工、氯堿、純堿、制藥、中間體、農(nóng)藥、化肥、有機(jī)合成、冶金、冶煉、電鍍、電解、制鹽、紡織、水處理、焦化、鈦白等多個(gè)行業(yè)。
先切斷進(jìn)料桿的末端,薄壁鈦焊管批發(fā)顯示出純凈、無(wú)污染的點(diǎn),開(kāi)始焊接。啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)。將焊接熔池與電弧和填充棒一起推動(dòng)通??梢垣@得良好效果,但在焊接時(shí)薄壁鈦焊管批發(fā)必須將填充棒保持在保護(hù)氣體外殼內(nèi)。因?yàn)檫^(guò)多的熱量會(huì)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(jìn)速度)。完成焊接后,允許20到25秒的后續(xù)流動(dòng)以保護(hù)接縫,因?yàn)樗鼤?huì)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(lái)面目。焊接接頭的顏色表明保護(hù)氣體保護(hù)焊縫免受污染以及氧化層厚度的程度(見(jiàn)圖2)。除了視覺(jué)檢查、染料滲透、硬度檢查、X射線(xiàn)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。