什么是钛焊缝中常见且不可避免的缺陷?气孔是钛焊缝中常见且不可避免的缺陷。气孔是钛材焊接中常见的工艺缺陷。气孔生成的机制是:焊接过程中融入液态金属的气体经过扩散、脱溶、成核、长大等过程而形成气泡。由于熔池的凝固结晶速度很快,长大的气泡来不及逸出液态金属时就以气孔的形式残留在固态金属中。酿成气孔的氢气和一氧化碳等气体主要由有机物的污染物晶电弧热作用产生的。钛焊管厂家有时焊接前对焊件和焊材做了充分清洁、清洗、清漆保护的效果也理想,但寒风中仍然有气孔。这表明重要的污染源并没有完全清除。实践证明,有一个重要的气源往往被忽略,那就是空气中的水分。一个对比实验证明了这一点。在两种不通空气湿度的环境中焊接:一种情况是在阴雨天气环境中,相对湿度在90%以上焊接,另一种是在阳光明媚晴朗天气环境中,湿度小于40%焊接。其他焊前清洗、清洗和焊接操作是一样的。阴雨天空气湿度较大时钛焊缝中存在的气孔既多又大,钛焊管厂家在空气湿度较小的情况下的焊缝中没有见到气孔。这也表明气孔的产生与空气湿度有关。
钛管在哪些领域遇到了瓶颈?我国钛焊管厂家生产的钛管、钛合金管在冷却器领域的应用瓶颈,国外钛管与管板之间的连接采用常规的膨胀接头,膨胀接头长度为管板厚度的90%,管板长度的10%为钛管与管板的1mm间隙,这种结构用于高盐、高湿空气环境,管板采用复合材料(降低产品成本),钛管与管板容易发生电化学腐蚀,从而导致管板腐蚀,从而导致钛管与管板的连接失效,以及漏水、涡轮发电机故障。钛焊管厂家的该项目核电动轮发电机空气冷却器的制造技术和重要技术参数,国外目前处于保密阶段,国外空气冷却器中国独资企业也无法制造同类钛管空气冷却器。
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;钛焊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。钛焊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。
通过大量实验和应用实例证明,钛管在电站凝汽器中的应用在技术和经济上都具有很大的优越性。从经济角度来看,以1983年日本1000mw凝汽器的核电机组管道(约5万条凝汽器管)价格为例,根据凝汽器的使用时间为40年,铝黄管年平均漏液量为40年。钛焊管厂家生产的钛管应用于发电站应解决的三个问题:1.腐蚀问题,海水用作沿海电站冷凝器的冷却水。由于海水中含有大量的泥沙、悬浮物、海洋生物和各种腐蚀性物质,在海水和河水交替出现的微咸水中,情况更加严重。传统铜平台金属管的腐蚀方式有:整体腐蚀(均匀腐蚀)、冲蚀、应力腐蚀等。钛具有优异的耐腐蚀性,钛管凝气器因腐蚀而消除海水泄漏事故,但耐腐蚀性好,不像铜合金管那样表面产生含毒物质,钛管内壁容易附着海生物,影响传热效果,需要相应的清洗装置。2.吸氢问题,虽然钛表面有致密的钝化膜,在许多强腐蚀介质中非常耐腐蚀,但钛与氢的亲和力很高。非常容易吸氢。在常温时就发生,高温时(如100℃)吸氢迅速。氢在钛中的固熔限很小(约为20ppm),超过限量就会在钛表面上析出氢化物(TtH2)。随着表面TiH2含量的增加,4j时钛的冲击值和延伸率迅速下降。此外,旧机组改造时,由于管板采用铜合金,冷凝管采用钛,因此需要采用阴极保护装置,防止电化学腐蚀。比如日立电厂的冷凝器是海水冷却,钛管和铜合金板组成热电偶。当保护电位低于0.75V(SCE)时,出口钛管端吸收氢气,氢气含量达到650ppm使用一年后;如果电位为0.5~0.75V(SCE),钛在常温下不会吸氢。3.震动问题,由于钛管的耐腐蚀性好。钛制凝固器不会因腐蚀而泄漏。但是,钛管有可能因振动而损坏。为了避免钛管的振动问题,在制造屏蔽钛凝固器时,钛焊管厂家必须确定适当的隔板间隔的旧单元改造时,必须检查原来的隔板间隔是否适用。
焊前准备1)焊接场地及环境,焊接环境应清洁、无烟、无尘、独立。施焊环境的自然条件为:风速≥1.5m/s,相对湿度>80%,温度<5℃,雨雪无防时不得施焊。例如,在钢结构车间焊接时,应将钛焊接区与钢结构区分开,钛焊管厂家防止铁粉、气体等有害杂质的污染;焊接应远离通风口和开启门窗,现场应铺设橡胶垫。(2)保护罩的制作,为了使钛在高温区(200℃以上)完全受到氩气的保护,必须制作保护效果好、焊接操作方便的保护罩。因为保护罩的结构直接影响到焊接质量和焊接效率,所以经过多次结构设计和焊接试验,最终确定了保护罩的结构形式。另外氩的比重高于空气,因此保护罩制作时可以考虑在保护罩上方留有操作孔。(3)坡口加工坡口应进行加工,例如,坡口应使用坡口机、气动内磨机、氧化铝或碳化硅砂轮抛光片等工具进行加工。加工坡口时,请慢慢加工(或用冷却水冷却),钛焊管厂家以免加工时温度过高。切削后的坡口表面应平整光滑,不能有裂纹、层状、夹杂、毛刺、飞边及氧化色等,坡口表面及两侧30mm以内的金属光泽为银白色。(4)焊接前清扫焊丝、坡口表面和两侧20mm范围内进行表面清扫。钛焊管厂家可根据表面污染程度选用脱脂、机械清理或化学清洗,机械清理时允许使用不锈钢丝刷。焊接前应用丙酮或无水乙醇等溶剂清洗槽和焊丝,清洗后不要触摸手,及时在4小时内焊接,过期焊接应再次清洗。清洁焊丝不得随意扔到地上,钛焊管厂家应放置在清洁焊丝管内,以防再次污染。
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,钛焊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。如果钛焊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。