通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)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(lái)看,以1983年日本1000mw凝汽器的核電機(jī)組管道(約5萬(wàn)條凝汽器管)價(jià)格為例,根據(jù)凝汽器的使用時(shí)間為40年,鋁黃管年平均漏液量為40年。黑鈦方管批發(fā)生產(chǎn)的鈦管應(yīng)用于發(fā)電站應(yīng)解決的三個(gè)問(wèn)題:1.腐蝕問(wèn)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(tái)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(wèn)題,雖然鈦表面有致密的鈍化膜,在許多強(qiáng)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(shí)就發(fā)生,高溫時(shí)(如100℃)吸氫迅速。氫在鈦中的固熔限很小(約為20ppm),超過(guò)限量就會(huì)在鈦表面上析出氫化物(TtH2)。隨著表面TiH2含量的增加,4j時(shí)鈦的沖擊值和延伸率迅速下降。此外,舊機(jī)組改造時(shí),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(shí),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(huì)吸氫。3.震動(dòng)問(wèn)題,由于鈦管的耐腐蝕性好。鈦制凝固器不會(huì)因腐蝕而泄漏。但是,鈦管有可能因振動(dòng)而損壞。為了避免鈦管的振動(dòng)問(wèn)題,在制造屏蔽鈦凝固器時(shí),黑鈦方管批發(fā)必須確定適當(dāng)?shù)母舭彘g隔的舊單元改造時(shí),必須檢查原來(lái)的隔板間隔是否適用。
鈦盤(pán)管的焊接,焊縫工藝評(píng)定試驗(yàn)和腐蝕試驗(yàn)合格后,方可施焊產(chǎn)品。依據(jù)焊接工藝評(píng)定編制焊接工藝規(guī)程,黑鈦方管批發(fā)依據(jù)焊接工藝規(guī)程的參數(shù)及要求進(jìn)行盤(pán)管的焊接。由于盤(pán)管較長(zhǎng),拼焊時(shí)比較重,手動(dòng)旋轉(zhuǎn)比較困難,所以盤(pán)管可以放在可旋轉(zhuǎn)的支撐輪上,可以旋轉(zhuǎn)焊接。同時(shí)先采用7根直鈦管一組進(jìn)行組焊后一道焊接,焊接時(shí)分兩層,打底焊時(shí)管內(nèi)通純氬氣進(jìn)行保護(hù)(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(hù)罩進(jìn)行保護(hù),待焊的焊口用膠帶密封住,黑鈦方管批發(fā)將管口用膠帶密封并插入氬氣管通氬氣,最后一個(gè)管口膠帶密封,并打幾個(gè)小孔,以便排除空氣和氬氣。所有焊接口焊接底部焊接后進(jìn)行蓋面焊接,蓋面焊接時(shí)保護(hù)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(hù)罩通過(guò)氬氣。焊接時(shí),鈦管的溫度必須隨時(shí)控制在200℃以下。
在氬弧焊接鈦線圈時(shí),合適的保護(hù)罩可以有效地保持鈦線圈在富氬環(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,黑鈦方管批發(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??筛鶕?jù)材料的液面高度獨(dú)立控制各層線圈管的加熱蒸汽破碎和壓力,以滿足生產(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,黑鈦方管批發(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)。
什么是鈦焊縫中常見(jiàn)且不可避免的缺陷?氣孔是鈦焊縫中常見(jiàn)且不可避免的缺陷。氣孔是鈦材焊接中常見(jiàn)的工藝缺陷。氣孔生成的機(jī)制是:焊接過(guò)程中融入液態(tài)金屬的氣體經(jīng)過(guò)擴(kuò)散、脫溶、成核、長(zhǎng)大等過(guò)程而形成氣泡。由于熔池的凝固結(jié)晶速度很快,長(zhǎng)大的氣泡來(lái)不及逸出液態(tài)金屬時(shí)就以氣孔的形式殘留在固態(tài)金屬中。釀成氣孔的氫氣和一氧化碳等氣體主要由有機(jī)物的污染物晶電弧熱作用產(chǎn)生的。黑鈦方管批發(fā)有時(shí)焊接前對(duì)焊件和焊材做了充分清潔、清洗、清漆保護(hù)的效果也理想,但寒風(fēng)中仍然有氣孔。這表明重要的污染源并沒(méi)有完全清除。實(shí)踐證明,有一個(gè)重要的氣源往往被忽略,那就是空氣中的水分。一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。在兩種不通空氣濕度的環(huán)境中焊接:一種情況是在陰雨天氣環(huán)境中,相對(duì)濕度在90%以上焊接,另一種是在陽(yáng)光明媚晴朗天氣環(huán)境中,濕度小于40%焊接。其他焊前清洗、清洗和焊接操作是一樣的。陰雨天空氣濕度較大時(shí)鈦焊縫中存在的氣孔既多又大,黑鈦方管批發(fā)在空氣濕度較小的情況下的焊縫中沒(méi)有見(jiàn)到氣孔。這也表明氣孔的產(chǎn)生與空氣濕度有關(guān)。
鈦設(shè)備在石油行業(yè)的應(yīng)用:尿素不僅是優(yōu)質(zhì)肥料,也是石化工業(yè)的原料。自1963生產(chǎn)的襯鈦尿素合成塔投產(chǎn)以來(lái),目前已有近萬(wàn)臺(tái)設(shè)備在全世界運(yùn)行,黑鈦方管批發(fā)實(shí)踐表明襯鈦合成塔無(wú)明顯腐蝕。而316L不銹鋼的折算腐蝕速度為4.1—4.5mm/a。因此,鈦比不銹鋼具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。除了襯鈦尿素合成塔外,國(guó)內(nèi)從70年代以來(lái),先后使用了C02汽提塔、換熱器、混合器和泵閥等。在含硫和鹽高的原油煉制中,鈦制設(shè)備是理想的。國(guó)外在常壓蒸餾裝置、污水處理設(shè)備、脫硫分離塔的冷凝器和汽提塔的散熱器等許多工序都成功選用鈦制設(shè)備多年。我國(guó)也已在該系統(tǒng)中采用鑄鈦海水泵、催化裂化分餾中的鈦制冷凝器、深冷分離鈦冷凝器和多孔鈦板等,都已正常操作運(yùn)行十年以上。氯化碳?xì)浠衔锸鞘I(yè)中常用的品種之一。由于涉及到氯化反應(yīng),不銹鋼設(shè)備已難勝任。鈦在國(guó)外已用于制造二氯甲烷蒸餾塔、三氯乙烷換熱器、冷凝塔和分餾塔、三氯乙烯冷凝塔、四氯乙烯換熱器和多氯盤(pán)管加熱器。我國(guó)在氯乙烯生產(chǎn)中,冷卻塔、廢水汽提塔和廢水貯罐的塔板支承架、接管、法蘭密封面,采用了Ti-0.2Pd的襯里,已使用近十年未見(jiàn)腐蝕。而鈦管道、接頭和氣體分布器等都已采用鈦材多年。苯酚是石油化工的重要原料,以丙烯和苯為原料,從異丙苯和過(guò)氧化異丙酯中提取苯酚和丙酮是一種新的工藝。國(guó)外在十幾年前就采用鈦設(shè)備,我國(guó)此項(xiàng)工藝尚在開(kāi)發(fā)之中。在舊工藝中,苯磺化堿溶液生產(chǎn)苯酚,黑鈦方管批發(fā)采用鈦反應(yīng)器、鈦線圈冷卻器和離子化氮化鈦攪拌軸套及鈦靶。
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),黑鈦方管批發(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),黑鈦方管批發(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。黑鈦方管批發(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,黑鈦方管批發(fā)應(yīng)放置在清潔焊絲管內(nèi),以防再次污染。