钛盘管用于沿海电站的冷凝器。在1960年代之前使用了铝黄铜管或B30白色黄铜管。随着海水污染的增加,使用寿命大大缩短。钛复合管厂家生产的全钛冷凝器早在1960年代就已在英国使用。1970年代,日本推出了薄壁(0.3-0.5mm)焊接钛管冷凝器,成本大大降低。1987年之前,钛复合管厂家生产的钛制冷凝器在30%的发达国家中使用。由于对核电厂安全运行和可靠性的要求较高,重点介绍了钛冷凝器的使用。他们中的大多数使用薄壁焊接钛管和无缝钛管。中国从1970年代末开始测试国内钛管。自1983年以来,在9个电厂中使用了18个全钛冷凝器,包括浙江台州电厂,上海金山热电厂和浙江镇海电厂。他们共享700吨钛管。结果令人满意。
工业纯钛是一种热力学不稳定的金属。如果可以通过溶解产生Ti2+,则钛离子化的标准电极电势为-1.63V,这使钛可溶于水并释放氢。然而,在各种腐蚀性介质中,钛具有很强的耐腐蚀性,钛复合管厂家因为钛具有很强的钝化作用。它的钝化度超过了钴,镍和不锈钢的钝化度。在众多活性介质中,尤其是氧化性介质、氯化物介质中,具有优异的耐腐蚀性,但钛在硫酸和盐酸中的稳定性较差。为了解决常规钛及钛合金对硫酸、盐酸等还原性介质的耐蚀性差的问题,在钛合金中加入钼(10%~32%)可以大大提高钛合金对还原性介质的耐蚀性。钼含量越高,耐腐蚀性越好,但冶炼和加工难度越大。合金的强化是其主要性能,对其应用有一定的影响。钛钼合金比纯钛更适合钢烟囱的腐蚀防护。Ti-20MO及以上的Ti-Mo合金可以满足要求,而且由于抗氯化物能力强,特别适合采用海水脱硫的电厂。钼含量越高,耐腐蚀性越好,但冶炼和加工难度越大。主要性能是合金的强化,在一定程度上影响合金的应用。Ti-Mo合金的耐腐蚀性如表2所示。钛钼合金比纯钛更适合钢烟囱的腐蚀防护。Ti-20MO及以上的钛钼合金可以满足要求,并且由于它们具有很强的耐氯化物性能,因此特别适用于使用海水脱硫的发电厂。钼含量越高,耐腐蚀性越好,但冶炼和加工难度越大。钛复合管厂家的产品主要性能是合金的强化,在一定程度上影响合金的应用。Ti-Mo合金的耐腐蚀性如表2所示。钛钼合金比纯钛更适合钢烟囱的腐蚀防护。Ti-20MO及以上的钛钼合金可以满足要求,并且由于它们具有很强的耐氯化物性能,因此特别适用于使用海水脱硫的发电厂。Ti-Mo合金的耐腐蚀性如表2所示。钛钼合金比纯钛更适合钢烟囱的腐蚀防护。Ti-20MO及以上的钛钼合金可以满足要求,并且由于它们具有很强的耐氯化物性能,因此特别适用于使用海水脱硫的发电厂。钛钼合金比纯钛更适合钢烟囱的腐蚀防护。Ti-20MO及以上的Ti-Mo合金可以满足要求,而且由于抗氯化物能力强,特别适合采用海水脱硫的电厂。
钛设备在化工中的应用例子:对苯二甲酸是工业上通过对二甲苯氧化合成聚酯的原料。乙酸和溴化物无论在高温氧化或低温氧化条件下都存在高温腐蚀,在135℃以上介质中,316L不锈钢经几十小时即发生点蚀。故设计规范规定在135℃以上必须使用钛材。北京石化总厂引进了一整套钛设备,包括16个氧化反应器、溶剂脱水塔、加热器、冷凝器和再沸器。南京扬子石化公司引进年产45万吨对苯二甲酸装置,有56台钛设备和大量钛管道阀门。上海石化总厂引进的氧化反应釜高32m,上直径4m,下直径5.3m,容积为505m,设备自重达175t。钛的使用效果非常好,推广应用前景广阔。乙醛氧化为乙醛,乙醛氧化为乙酸,丙烯氧化为丙酮,除原料及产物有一定的腐蚀性外,主要腐蚀介质为催化剂,其中钛复合管厂家生产的不锈钢腐蚀速度较快,钛则具有较好的耐蚀性。早在1963年,钛就在美国成功地应用于乙烯氧化制乙醛。我国的乙烯氧化制乙醛装置已于1976年投入使用,至今钛设备的运行情况良好。在国外,有衬钛反应器高达9.6米,直径3米,有换热器,催化剂再生塔,乙醛溶液冷却器等11个钛设备。中国自20世纪80年代以来,上海和吉林分别引进了国外乙烯氧化乙醛的成套设备,其中许多设备和泵阀等由钛制成。与不锈钢相比,它们具有明显的优势,钛复合管厂家使用效果非常令人满意。丙烯氧化成丙酮设计,钛设备有12台,每年生产3万吨丙酮装置,钛设备可达40吨。
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,钛复合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,钛复合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。
钛盘管的应用范围,钛复合管厂家将钛线圈广泛应用于化工、石油、冶金、发电、海水淡化、氯碱、制盐和钛线圈,也用于生产二氧化钛、甘氨酸、硝胺酚、农药、燃料化学、农药中间体、氰尿酸、二氯氰尿酸、氰尿酸和氰尿酸。当然,一般来说,钛在氧化、中性和弱还原介质中都具有耐腐蚀性,因为钛和含氧介质的反应会产生切、惰性、强粘结、强氧化膜以保护自身免受腐蚀。即使被机械性磨损也会很快自愈或重新再生。综上所述,钛是具有强钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。随着科学技术的进步和发展,各种新材料制成的设备被广泛应用于石油、化工、航空航天、医疗等行业,并衍生出不同的设备。针对硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气、高温氯化物生产中对金属的新需求,钛复合管厂家开发了钛钼、钛钯、钛钼镍等系列耐蚀钛合金。钛合金可在≥600℃温度下长期使用。虽然钛的导热系数低于碳钢、铜等金属,但由于其优异的耐腐蚀性能,使其壁厚可以变薄,表面和蒸汽的传热方式为凝结,表面不规模,大大降低了热阻,使钛具有较好的传热性能。
气杂质对金属焊接性能的影响,钛具有较高的化学活跃性,与空气中的氧、氮具有极高的亲和力。温度较低时,钛与氧相互作用,形成一层致密的氧化膜,其厚度随温度升高而增加,在600摄氏度以上时,钛开始吸收氧,并将氧溶解于钛中。当温度再次升高时,钛的活性急剧增加,与氧发生剧烈反应,形成氧化钛。钛在300°C以上开始吸氢,在700°C以上开始吸收氮。由于钛被氧和氮污染,钛的强度和硬度增加,而塑性降低。氧气比氮气的影响更大。钛中氢的质量分数为0.01%~0.05%时,钛复合管厂家会使焊缝金属的冲击韧性急剧下降,而塑性却下降较少。这意味着氢化物引起的脆性。氢也是焊缝中气孔的来源。在焊接过程中,熔池就像一个小型冶金炉,熔融金属与空气接触。如果钛复合管厂家不采取相应的防护措施,熔融的金属和空气被隔绝,氧、氮、氢等气体要素融入钛中,形成脆性氧化物和氮化物,焊接金属的塑性下降,拉伸强度上升,严重的情况下裂,塑性等于0。