钛焊管、钛合金管等钛合金材料在有色冶金中有哪些应用?钛及钛合金产品具有较强的耐腐蚀性、耐高温性和高压性。因此,在有色金属和稀有金属的生产中,各种品牌的钛合金在多种腐蚀介质中的耐蚀性要比不锈钢好得多。钛在有色冶金生产中,首先提高了劳动生产率,大大改进产品质量,改善劳动条件,很大程度地实现钛材盘管厂家机械化和自动化。钛是以轧制零件的形式在工业上使用,轧制零件生产的产品可以满足大型规格和重要设备的要求。钛零件以铸件(设备、泵等)的形式高效制造。)和金属陶瓷零件。比如工业上用钛合金泵代替铸铁泵和耐酸钢制成的泵输送钾镁(含弱盐酸)的盐酸溶液,使用寿命提高15-20倍,输送液体时损耗降低2/5。比如在镁的生产冶炼中,钛材盘管厂家使用的是钛合金管厂家制造的洗涤器回流喷雾器、钛泵、钛管道系统、通风器、钛三通、钛节流阀、钛减速机、钛循环水箱。他们是具备各种各样侵蚀性介质的炼制设备,耐腐蚀合金是提高设备寿命和改善产品质量的有效方法。
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,钛材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,钛材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。
先切断进料杆的末端,钛材盘管厂家显示出纯净、无污染的点,开始焊接。启动氩气流几秒钟,然后引弧,确保焊接区域完全覆盖。利用变频器的高频电弧启动功能。割炬角度、割炬速度和填丝角度与焊接不锈钢相似,为焊接钛管提供了较佳条件。用钛制造焊接熔池相当容易,但它可能不容易移动。将焊接熔池与电弧和填充棒一起推动通常可以获得良好效果,但在焊接时钛材盘管厂家必须将填充棒保持在保护气体外壳内。因为过多的热量会使焊缝破裂,所以减少热量输入也很重要。使用填充金属的dab技术(以稳定的行进速度)。完成焊接后,允许20到25秒的后续流动以保护接缝,因为它会冷却到800华氏度以下的阈值。阻止氧与钛反应。一些焊接可能需要低于500华氏度的温度。一旦焊接完成,钛就能显示出它的本来面目。焊接接头的颜色表明保护气体保护焊缝免受污染以及氧化层厚度的程度(见图2)。除了视觉检查、染料渗透、硬度检查、X射线检查、超声检查和破坏性检查外,还可以确定钛焊缝的质量。
世界上主要有八个钛生产国,按美国、俄罗斯、日本、中国、英国、法国、德国、意大利排名。近年来,受包括中国、日本在内的亚洲各国经济增长的拉动,特别是以中国为核心的石化、军工等行业用钛量的快速增长,世界钛材的需求量迅速增加。每年以两位数的幅度增长。美国是世界上钛需求量较大的国家。也是生产大国,2012年产量超过3.5万吨;俄罗斯钛材产量居全球第2位,2012年产量在3.0万t左右;中国钛材盘管厂家2012年生产钛材约2.8万t,且2013年有望突破3.0万t;日本2012年的产量也达到了1.9万t左右;欧洲近两年钛材的产量变化不大。但是,与发达国家在钛材料深加工和应用方面的优势相比,国内钛材料的发展相对广泛,大部分仍停留在原材料或粗品的加工上。钛材盘管厂家生产的少量技术含量高的成品主要用于军工产品,由于成本等原因无法广泛推广到民用领域。在国外,如英国IMI公司研制的M1834合金、美国Timet公司研制的Ti-1100钛合金等钛合金系列均己成为先进航空发动机上的主要材料。TIMT公司的ExhaustXT合金、KoBESTEEL公司的Ti-1.2ASN合金以及NIPPONSTEEL公司的TI-lCu-0.5Nb合金等,由于室温塑性和高温抗氧化性能较好,已陆续应用于汽车排气系统。
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,钛材盘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。如果钛材盘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。
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。钛材盘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,钛材盘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。