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。钛盘管批发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,钛盘管批发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。
一、偏析型缺陷,除β偏析、β斑、富钛偏析和条状α偏析外,较危险的是间隙型α稳定偏析(I型α偏析),钛盘管批发的产品其周围常伴有细孔、裂纹,含氧、氮等气体,脆性较大。富铝型α稳定偏析(II型α偏析)也伴有裂纹和脆性,构成危险缺陷。二、夹杂物是由高熔点和高密度金属夹杂物引起的缺陷,钛盘管批发生产的产品是由钛合金成分中的高熔点、高密度元素熔化不充分而留在基体中(如钼夹杂物)形成的,也有冶炼原料(特别是回收料)中混入的硬质合金工具碎片或电极焊接工艺不当(钛合金冶炼一般采用真空自耗电极重熔法),如钨极电弧焊,留下钨夹杂物、钛夹杂物等高密度夹杂物。夹杂物的存在很容易导致裂纹的发生和扩展,因此不存在缺陷(例如,在苏联1977年的数据中,为了对钛合金进行X射线检测,必须记录直径为0.3-0.5mm的高密度夹杂物)。三、残余缩孔引起的缺陷,见实例。四、孔洞,孔不一定是单一的,也可能是多个密集的,这将加速低周疲劳裂纹的扩展速度,导致提前疲劳破坏。五、裂纹主要指锻造裂纹。钛基体的粘度大,流动性差,导热性差,因此在锻造变形过程中,由于表面摩擦力大,内部变形不均匀明显,内外温差大等原因,容易在锻件内部产生剪切带(应变线),严重时会引起裂纹,其取向通常是沿着较大变形应力方向。六、过热引起的缺陷钛合金的导热性较差,除了锻造或原材料加热不当外,由于锻造过程中变形的热效应,容易引起过热。
先切断进料杆的末端,钛盘管批发显示出纯净、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,但在焊接时钛盘管批发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。
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,钛盘管批发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,钛盘管批发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。
钛管如何成形?钛的形成是在室温下完成的,这与钢相似。钛在室温下的延展性低于其他结构金属之一。这自动导致降低的拉伸成形性和较大的弯曲半径。鉴于这种特性,有时使用热成型,尤其是在需要更激烈的弯曲(或拉伸成型时)。钛盘管批发生产的钛的弹性模量是钢的一半,这意味着成型过程会引起明显的反弹(制造商补偿这一特性)。同样,鉴于钛的磨损趋势(大于钢的磨损趋势),润滑是管材成型过程的重要组成部分。成型准备,大多数情况下,钛在成形操作前不需要采取其他措施。钛盘管批发在收到锭子后使用它们,但这可能并不总是奏效。在注意其表面的任何标记(如凿子)后,这些标记将通过不同的处理(喷砂、酸洗等)去除。)。此外,如果有尖边,在实际管材成型工艺之前应使其光滑。否则有裂边的风险,影响产品质量。