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。钛盘管批发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,钛盘管批发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。
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。
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,钛盘管批发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。如果钛盘管批发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。
焊接工艺评定,按NB/T47014—2011进行焊接工艺评定,焊接工艺评定所用钛管材料为TA2,钛管规格为φ45mm×3mm。在准备预焊程序时,应以焊接可操作性和良好的焊接接头性能为原则。为保证钛盘管施焊的焊接接头满足使用要求,钛盘管批发评定焊接工艺试验时按预焊接工艺规程进行。所用氩弧焊焊机型号为WSM315,采用高频引弧,氩气采用纯氩(99.99%Ar)。焊接工艺评定试验结果可知焊接工艺评定试验结果合格。(2)切片腐蚀试验,为了检验焊接接头的耐蚀性,钛盘管批发采用氩弧焊焊接一个钛管试件,封口时均采用通水保护,其中中间焊缝特意不进行保护,焊缝呈黄色,部分呈蓝色,其余为银白色。钛管试件切片取样,取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后进行腐蚀试验,结果表明,银白色焊缝有轻微腐蚀,而蓝色金黄色焊缝腐蚀严重,表明在焊接过程中,经通水保护的焊缝同样耐腐蚀。