钛的焊接性分析,钛是一种活性金属,能在室温下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的稳定性和耐腐蚀性。540℃以上生成的氧化膜则不致密。高温下钛与氧、氮、氢反应速度较快,钛在300℃以上快速吸氢,400℃以上开始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧气、氮对钛的溶解使钛的塑性和韧性降低,氢对钛的溶解使钛的脆性增强,韧性急剧下降。碳通过间隙固溶于钛,提高钛的强度,降低塑性,碳含量超过溶解度时,会产生硬脆的TiC,呈网状分布,容易产生裂纹。此外,钛的熔点高,比热及导热系数小,冷却速度慢,焊接热影响区在高温下停留时间长,高温极易过热粗化,造成接头塑性下降。钛的可焊性可以从钛的上述特性来分析。为了保证焊接接头的性能,钛合金方管厂家应控制碳、氮、氧和氢的侵入。因此,如何在高温下保持钛的清洁和保护是关键问题。同时,钛合金方管厂家应控制焊接接头的温度,避免过热影响焊接接头的性能。氩是惰性气体,既不与钛形成固溶体,也不与其他元素发生反应,因此钛的焊接适用于氩弧焊,但氩气的纯度应很高,一般纯度≥99.99%。
钛盘管的焊接,焊缝工艺评定试验和腐蚀试验合格后,方可施焊产品。依据焊接工艺评定编制焊接工艺规程,钛合金方管厂家依据焊接工艺规程的参数及要求进行盘管的焊接。由于盘管较长,拼焊时比较重,手动旋转比较困难,所以盘管可以放在可旋转的支撑轮上,可以旋转焊接。同时先采用7根直钛管一组进行组焊后一道焊接,焊接时分两层,打底焊时管内通纯氩气进行保护(先通氩10~15min,将管内的空气排净才可以焊接),焊接处管外用保护罩进行保护,待焊的焊口用胶带密封住,钛合金方管厂家将管口用胶带密封并插入氩气管通氩气,最后一个管口胶带密封,并打几个小孔,以便排除空气和氩气。所有焊接口焊接底部焊接后进行盖面焊接,盖面焊接时保护管内的水,注意水必须填充管内,防止管内留有空气,管外用保护罩通过氩气。焊接时,钛管的温度必须随时控制在200℃以下。
钛和钛合金管安装钛和钛合金管运输和存放时,钛合金方管厂家请注意不要接触铁质材料或碰撞。1.钛及钛合金管应采用机械方法切割,切割速度应适当低速;切割或修理砂轮时应采用钛砂轮;不切割火焰。坡口宜采用机械方法加工。2.钛及钛合金管材应采用惰性气体焊接或真空焊接。不得使用氧-乙炔焊接或二氧化碳气体焊接,也不得使用普通手工电弧焊接。3.钛合金方管厂家安装钛和钛合金管时,不得用铁质工具和材料敲打和挤压碳钢支架、吊架和钛和钛合金管之间铺设橡胶板和软塑料板,不得与钛和钛合金管直接接触钛和钛合金管穿过墙壁和地板时应安装套管,其间隙不得小于10mm。4.钛和钛合金管不得与其他金属管直接焊接连接。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。
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,钛合金方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,钛合金方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。