钛设备在石油行业的应用:尿素不仅是优质肥料,也是石化工业的原料。自1963生产的衬钛尿素合成塔投产以来,目前已有近万台设备在全世界运行,钛盘管厂家实践表明衬钛合成塔无明显腐蚀。而316L不锈钢的折算腐蚀速度为4.1—4.5mm/a。因此,钛比不锈钢具有更好的经济效益。除了衬钛尿素合成塔外,国内从70年代以来,先后使用了C02汽提塔、换热器、混合器和泵阀等。在含硫和盐高的原油炼制中,钛制设备是理想的。国外在常压蒸馏装置、污水处理设备、脱硫分离塔的冷凝器和汽提塔的散热器等许多工序都成功选用钛制设备多年。我国也已在该系统中采用铸钛海水泵、催化裂化分馏中的钛制冷凝器、深冷分离钛冷凝器和多孔钛板等,都已正常操作运行十年以上。氯化碳氢化合物是石化工业中常用的品种之一。由于涉及到氯化反应,不锈钢设备已难胜任。钛在国外已用于制造二氯甲烷蒸馏塔、三氯乙烷换热器、冷凝塔和分馏塔、三氯乙烯冷凝塔、四氯乙烯换热器和多氯盘管加热器。我国在氯乙烯生产中,冷却塔、废水汽提塔和废水贮罐的塔板支承架、接管、法兰密封面,采用了Ti-0.2Pd的衬里,已使用近十年未见腐蚀。而钛管道、接头和气体分布器等都已采用钛材多年。苯酚是石油化工的重要原料,以丙烯和苯为原料,从异丙苯和过氧化异丙酯中提取苯酚和丙酮是一种新的工艺。国外在十几年前就采用钛设备,我国此项工艺尚在开发之中。在旧工艺中,苯磺化碱溶液生产苯酚,钛盘管厂家采用钛反应器、钛线圈冷却器和离子化氮化钛搅拌轴套及钛靶。
其生产工艺始于从各种精矿中提取金红石,其中以金红石较为常见。处理精矿,去除过量的铁,将得到的材料和氯和碳一起放入反应器中。下一步是去除杂质,钛盘管厂家这是通过真空蒸馏实现的。除去金属氯化物后,可以提纯钛,得到了海绵钛。挤压海绵钛,融化成钛片。钛锭用于制造各种产品,包括钛管。钛制品的制造–焊接管,在当今世界,越来越多的公司对钛制品的生产表现出兴趣。他们拥有开发钛管所需的技术和设备,并将进一步被各行业所采用。开发过程已成为常规过程,但是,某些独特方面值得考虑。钛管必须在完全清洁的环境中开发。通常,有一个单独的区域用于制造钛产品。重要的是,该区域不应含有任何污染物,如灰尘和油脂,并避免接触湿气和空气。焊接钛管在很多行业都有使用,包括化工。发电厂,尤其是在海水中运行的发电厂,依赖钛管道。这些管因其高耐腐蚀性还用于冷凝器中的热交换器重。当发现焊接池的接头不够牢固时,制造商可在钛壁上施加附加张力。而且,钛盘管厂家为了确保钛产品保持稳定,他们可能依赖于自动直径测量系统。将来,可能还会引入用于缝焊条件的自动监控系统。
钛设备和钛管在使用中容易发生间隙腐蚀,特别是宽度在0.5mm左右的间隙容易发生腐蚀。换热器的管与钛管板之间常发生槽腐蚀,钛与非金属垫片之间的接触,此外,槽腐蚀在温度在120℃以上的饱和盐水中容易发生。防止裂纹腐蚀的措施有:(1)避免设备和管道上的裂纹和停滞区;钛盘管厂家采用钛钯合金法兰焊环或钛垫片和钛复合垫片;换热用钛管与钛管板的连接采用强度膨胀和密封焊接;将饱和盐溶液的温度控制在70-85℃之间。钛棒及钛合金不能用于干氯气中,即使温度在0℃以下,也会发生剧烈的化学反应,生成四氯化钛,再分解为二氯化钛,甚至燃烧。氯中含水量在0.5%以上时,钛可以保持可靠的稳定性。钛盘管厂家在生产中产生大量高温湿氯,温度为75~90℃,需要冷却和干燥。钛在离子膜烧碱生产设备中的主要应用有:阳极体系阳极槽、浓盐系统加热器、浓盐水泵、稀盐水泵、脱氯塔、稀盐水系统分配器、仪器和冷却器;次氯酸钠系统的冷却器、吸收塔和分离器;氯气处理系统的湿氯冷却器;盐水系统的液位计;破坏系统的换热器;碱液循环泵、碱液系统的碱液冷却器和上述系统的管道。
钛盘管中钛的10个性能:1.密度小,比强度高,钛的密度为4.51g/cm3,高于铝,低于钢、铜、镍。2.耐腐蚀性能,钛是一种很活跃的金属。其平衡电位很低,在介质中热腐蚀倾向很高。但实际上钛是非常稳定的,在氧化、中性、弱还原等各种介质中都具有耐腐蚀性。由于钛与氧具有很强的密和力,在含氧空气或含氧介质中,钛表面形成致密、强粘连的惰性氧化膜,可防止基体腐蚀。即使是机械磨损,也可以自我恢复或恢复。结果表明,钛是一种具有较强钝化倾向的金属,中温低于315c的氧化钛薄膜保持了这一特性。为了提高钛的耐腐蚀性研究了钛的氧化、电镀、等离子喷涂、离子渗氮、离子注入和激光处理等表面处理技术。钛盘管厂家为了满足硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯和高温氯化物等金属材料的使用要求,研制开发了一系列抗腐蚀钛合金,如钛钼合金、钛钯和钛钼镍合金。钛铸件由钛32钼合金制成。在经常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境中局部使用Ti-0.3Mo-0.8Ni合金或Ti-0.2Pd合金,取得了良好的效果。3.耐热性能好,新型钛合金可在600℃或高温下长期使用。4.耐低温性能好,钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的减低而上升,但塑性变化却不大。在-196-253℃的低温下保持良好的延展性和韧性,避免金属的冷脆性,是低温容器、储罐等设备的理想材料。5.抗阻尼性能好,与钢和铜相比,钛在受到机械振动和电振动后具有更长的振动衰减时间。利用钛的这一性能可作音叉、学术上的粉碎机振动元件和音响扬声器的振动薄膜等。6.无磁性、无污质,钛是一种非磁性金属,在大磁场中不被磁化。无污染,与人体组织和血液相容性好,被学术界使用。7.抗拉强度与其屈服强度接近,这种性质表明,钛金属的屈服强度(拉伸强度/屈服强度)比很高,说明成形过程中钛金属的塑性变形很差。由于钛的屈服度与弹性模量比值大,使钛在成形过程中的回弹性变大。8.换热性能好,虽然钛金属的导热系数低于碳钢和铜,但由于钛盘管厂家产品的优异的耐腐蚀性,其壁厚可以大大降低,表面与蒸汽之间的传热是凝结的,如果在表面冷却,就可以降低热群。由于表面没有结垢,钛的传热性能可以明显提高。9.弹性模量低,钛的弹性模量在常温时为106.4GMPa,为钢的57%。10.吸气性能,钛是一种在高温下与许多元素和化合物反应的一种。钛吸气主要是指与碳,氢,氮,氧在高温下反应。
钛管和配件的安装和运输注意事项:1、钛和钛合金管道设置钛和钛合金管的运输和存储时,钛盘管厂家必须注意不要与铁质材料接触或碰撞。2、钛及钛合金管材切割应采用机械方法,切割速度应低;用砂轮切割或磨削钛管时,应使用专用砂轮;不要使用火焰切割。凹槽应采用机械方法加工。3、钛合金焊管应采用惰性气体保护或真空焊接方式焊接用氧-乙炔或二氧化碳气体保护焊接,钛盘管厂家也不得采用普通手工电弧焊接。4、钛及钛合金管道在安装时不得用铁工具和材料冲击和挤压;应在碳钢支架、绞架和钛及钛合金管道之间插入橡胶或软塑料板,使其不与钛及钛合金管道直接接触;钛及钛合金管道应通过墙壁和板条安装套管,间隙不小于10毫米,并应填充绝缘材料,不得在绝缘材料中含铁杂质。5、钛及钛合金管不得与其他金属管直接焊接。当需要连接时,可以使用套管法兰连接。使用的非金属垫片一般为橡胶垫或塑料垫,并应控制氯离子含量不得超过25ppm。
屏蔽气体覆盖的重要性,建议采用纯氩气焊接钛,因为纯度高,含水量低。可以使用75/25的氩/氦混合物来提高稳定性并仅在指定时增加渗透。美国焊接协会(AWS)钛盘管厂家建议测量焊接气体纯度,以确保其符合每种应用的标准。保护气体的纯度至少为99.995%,不超过百万分之20(PPM)的氧气,露点高于-76华氏度。其他应用需要99.999%的纯氩气流量。钛盘管厂家用尾罩装备焊枪很重要。否则,氧气污染的风险就会增加,随之而来的是破裂的可能性。一些焊工会制造自己的尾随防护罩,虽然有很多款式可供购买。尾随护罩符合管子的形状,并沿着管子的GTAW割炬。在火炬及其氩气流动之后,屏蔽为焊缝提供额外的氩保护。将割炬和尾随保护气流设置为20立方英尺/小时(CFH)可提供较佳保护气体覆盖率。始终使用干净、无孔的塑料软管向割炬、拖尾护罩和吹扫装置输送保护气体。