鈦的焊接,清潔是至關(guān)重要的,焊接鈦焊管需要極其清潔的母材、填充金屬和焊接環(huán)境必須完善。焊工擦身體乳液,例如手霜、成型和拉伸過程中的潤滑脂、車間塵埃、油漆、污垢、切割液和潤滑劑都會(huì)導(dǎo)致脆性和焊接失效。清潔工作區(qū)域,清除各種雜物,鈦合金管批發(fā)保證選擇氣流較小的地方,盡量保證環(huán)境無風(fēng),避免焊接時(shí)干擾保護(hù)氣體。接下來,清潔加油桿和母材上的油污:戴上專門用于此目的的腈手套,以防止操作者手上的護(hù)手霜或附著在其他手上的油污摩擦到待焊接的鈦管上。然后將甲基乙基酮(MEK)涂在干凈的無絨布上并擦拭鈦以去除任何殘留的表面污染物。在這個(gè)時(shí)候把填料棒放在一個(gè)密封的容器里以防止進(jìn)一步污染。去除焊接前鈦與氧在管道表面反應(yīng)形成的氧化皮。這種氧化物層為鈦提供了顯著的耐腐蝕性。然而,它必須在焊接前去除,因?yàn)樗诟哂阝伒臏囟认氯刍?,并可以進(jìn)入熔化的焊接池產(chǎn)生夾雜物,削弱夾層。無論是帶硬質(zhì)合金去毛刺工具的模具磨床,還是專門用于鈦合金的硬質(zhì)合金銼刀,都可以較好地去除焊接接頭上的氧化層。建議不要使用天鵝絨和磨料。因?yàn)橛形廴?。?qǐng)鈦合金管批發(fā)記住使用低磨削速度以防止過熱。氧化層被磨掉之后,再用MEK或丙酮浸濕的布擦一遍接頭。有些溶劑有低閃點(diǎn),溶劑在撞擊電弧前必須完全蒸發(fā)。對(duì)鈦管來說,組裝可能比任何其他金屬管都重要,因?yàn)檫@是防止氧進(jìn)入焊縫的關(guān)鍵。接頭應(yīng)為方形(不得形成v形差距),有助于減少填充接頭所需的熱量和焊接金屬量,反而降低了燒傷和污染的可能性。在定位器或工作臺(tái)上夾緊部件,以確保兩端盡可能緊密、精準(zhǔn)對(duì)接。大多數(shù)薄壁鈦管和管道不需要預(yù)熱。但是,如果您計(jì)劃焊接厚度超過1/3英寸的鈦管,請(qǐng)咨詢您的焊接設(shè)備供應(yīng)商,因?yàn)槟承╊A(yù)熱和后加熱可能是有益的。
鈦設(shè)備在化工中的應(yīng)用例子:對(duì)苯二甲酸是工業(yè)上通過對(duì)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(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。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,其中鈦合金管批發(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(yīng)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(shè)備的運(yùn)行情況良好。在國外,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。中國自20世紀(jì)80年代以來,上海和吉林分別引進(jìn)了國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),鈦合金管批發(fā)使用效果非常令人滿意。丙烯氧化成丙酮設(shè)計(jì),鈦設(shè)備有12臺(tái),每年生產(chǎn)3萬噸丙酮裝置,鈦設(shè)備可達(dá)40噸。
先切斷進(jìn)料桿的末端,鈦合金管批發(fā)顯示出純凈、無污染的點(diǎn),開始焊接。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)鈦合金管批發(fā)必須將填充棒保持在保護(hù)氣體外殼內(nèi)。因?yàn)檫^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。
鈦焊管廠家生產(chǎn)的鈦設(shè)備在應(yīng)用中有哪些優(yōu)勢(shì)?鈦設(shè)備可以提高設(shè)備的使用壽命和可靠性。有色冶金企業(yè)使用鈦軋件這種It工件類型,每年可以為鈦合金管批發(fā)創(chuàng)造豐富的經(jīng)濟(jì)效益,鈦合金管批發(fā)降低使用成本和維修成本,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。鈦設(shè)備廣泛應(yīng)用于鎳鈷和鈦鎂工業(yè)企業(yè);鈦廣泛應(yīng)用于銅生產(chǎn);鋅、鉛、錫、鎢和鉬、汞、銻、鎘、金、銻、鎘、金等金屬、鋁和硬質(zhì)合金以及有色金屬加工企業(yè),鈦也逐步得到應(yīng)用。例如,髙壓釜設(shè)備中同腐蝕介質(zhì)相接觸的各種零部件都是由鈦制造的,取代了原制備金屬溶液的電解槽在含金屬材料的連續(xù)自動(dòng)化固液萃取(浸出)新工藝過程的有色冶金中,這種鈦制設(shè)備可確保髙效運(yùn)轉(zhuǎn)。鈦高壓反應(yīng)器溶液中的金屬成本比溶解電解槽低25%。
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(duì)鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對(duì)鈦的溶解使鈦的脆性增強(qiáng),韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強(qiáng)度,降低塑性,碳含量超過溶解度時(shí),會(huì)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(diǎn)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(shí)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,鈦合金管批發(fā)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(hù)是關(guān)鍵問題。同時(shí),鈦合金管批發(fā)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%。
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。鈦合金管批發(fā)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,鈦合金管批發(fā)生產(chǎn)的鈦制冷凝器在30%的發(fā)達(dá)國家中使用。由于對(duì)核電廠安全運(yùn)行和可靠性的要求較高,重點(diǎn)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(gè)電廠中使用了18個(gè)全鈦冷凝器,包括浙江臺(tái)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。