鈦管在哪些領(lǐng)域遇到了瓶頸?我國(guó)鈦合金管批發(fā)生產(chǎn)的鈦管、鈦合金管在冷卻器領(lǐng)域的應(yīng)用瓶頸,國(guó)外鈦管與管板之間的連接采用常規(guī)的膨脹接頭,膨脹接頭長(zhǎng)度為管板厚度的90%,管板長(zhǎng)度的10%為鈦管與管板的1mm間隙,這種結(jié)構(gòu)用于高鹽、高濕空氣環(huán)境,管板采用復(fù)合材料(降低產(chǎn)品成本),鈦管與管板容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,從而導(dǎo)致管板腐蝕,從而導(dǎo)致鈦管與管板的連接失效,以及漏水、渦輪發(fā)電機(jī)故障。鈦合金管批發(fā)的該項(xiàng)目核電動(dòng)輪發(fā)電機(jī)空氣冷卻器的制造技術(shù)和重要技術(shù)參數(shù),國(guó)外目前處于保密階段,國(guó)外空氣冷卻器中國(guó)獨(dú)資企業(yè)也無(wú)法制造同類鈦管空氣冷卻器。
鈦設(shè)備在離子膜燒堿行業(yè)中應(yīng)用有哪些優(yōu)勢(shì)?由于鈦具有優(yōu)異的耐腐蝕性,鈦設(shè)備在離子膜燒堿行業(yè)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢(shì):一是延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命,減少了設(shè)備和管道的維護(hù)次數(shù),鈦合金管批發(fā)也從根本上解決了跑、冒、滴、漏問(wèn)題,節(jié)約了能源,增加了有效生產(chǎn)時(shí)間。其次,使用鈦設(shè)備和鈦管,可以降低設(shè)備和管道材料的成本,降低鈦合金管批發(fā)的生產(chǎn)成本。使用鈦材料,雖然一次性投資大,但從綜合角度來(lái)看,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看是經(jīng)濟(jì)的。鈦材的實(shí)際投資是不銹鋼的2倍左右,鈦制品的壽命長(zhǎng),設(shè)備和配管的更新費(fèi)用和頻繁的修理費(fèi)用減少,實(shí)際上節(jié)約了費(fèi)用,成本降低了。使用1t鈦材料可以獲得每年10萬(wàn)元人民幣的經(jīng)濟(jì)效益。
焊前準(zhǔn)備1)焊接場(chǎng)地及環(huán)境,焊接環(huán)境應(yīng)清潔、無(wú)煙、無(wú)塵、獨(dú)立。施焊環(huán)境的自然條件為:風(fēng)速≥1.5m/s,相對(duì)濕度>80%,溫度<5℃,雨雪無(wú)防時(shí)不得施焊。例如,在鋼結(jié)構(gòu)車間焊接時(shí),應(yīng)將鈦焊接區(qū)與鋼結(jié)構(gòu)區(qū)分開(kāi),鈦合金管批發(fā)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(kāi)啟門(mén)窗,現(xiàn)場(chǎng)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?yàn)楸Wo(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(guò)多次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接試驗(yàn),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(shí)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(dòng)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(shí),請(qǐng)慢慢加工(或用冷卻水冷卻),鈦合金管批發(fā)以免加工時(shí)溫度過(guò)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。鈦合金管批發(fā)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(shí)允許使用不銹鋼絲刷。焊接前應(yīng)用丙酮或無(wú)水乙醇等溶劑清洗槽和焊絲,清洗后不要觸摸手,及時(shí)在4小時(shí)內(nèi)焊接,過(guò)期焊接應(yīng)再次清洗。清潔焊絲不得隨意扔到地上,鈦合金管批發(fā)應(yīng)放置在清潔焊絲管內(nèi),以防再次污染。
鈦盤(pán)管的應(yīng)用范圍,鈦合金管批發(fā)將鈦線圈廣泛應(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,鈦合金管批發(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。
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化,鈦合金管批發(fā)生產(chǎn)的鈦是有同素異形體轉(zhuǎn)變的金屬。在886°C時(shí)開(kāi)始發(fā)生組織的固態(tài)轉(zhuǎn)變。886°C一下晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu),成為α鈦;高于886°C時(shí)α結(jié)構(gòu)的鈦轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)的β鈦。這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程是在熔池從液體變成固體的瞬間完成的。而這個(gè)瞬間長(zhǎng)短差異對(duì)熔池的結(jié)晶形式有影響,瞬間越長(zhǎng)越有利于柱狀晶生長(zhǎng)。鈦合金管批發(fā)由于鈦具有熔點(diǎn)高(1668°C)、熱容量大和導(dǎo)熱性能差等特性,所以焊接時(shí)焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強(qiáng)制冷卻的好壞影響,寒風(fēng)處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長(zhǎng),為熔池結(jié)晶柱狀晶體生長(zhǎng)和接頭熱影響區(qū)的擴(kuò)大提供條件。這也是焊接接頭塑性下降的主要原因之一。接頭的抗拉強(qiáng)度端口通常出現(xiàn)在焊縫的熱影響區(qū)。為了減少這種不利影響,鈦焊接時(shí)應(yīng)采用軟焊接規(guī)范,即應(yīng)使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
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(kāi)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(guò)間隙固溶于鈦,提高鈦的強(qiáng)度,降低塑性,碳含量超過(guò)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(zhǎng),高溫極易過(guò)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(lái)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(wèn)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(guò)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%。