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;中国纯钛管厂家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。纯钛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。
什么是钛管件?钛管件是管道系统的连接部件。纯钛管厂家按照金属材料和非金属材料的分类,可以把管件分为工业用金属管件和非金属管件。工业金属管件按抗压、耐腐蚀分为高端金属管件和普通金属管件。与普通金属管件相比,高端金属管件具有以下特点:一、管件口径更大。普通金属管通常是小直径的,高端金属管通常是大口径的。二、材质要求更高。一般金属管件使用的材料为碳钢,纯钛管厂家生产的高端金属管件使用的材料一般为高钢级、合金钢、钛材、镍材、锆材、双金属符合料等高性能材料。三、应用环境更苛刻。普通金属管件可以更适合低压、室温环境,高端金属管件可以适应高压、高温或低温、强腐蚀性和其他环境,如石油裂解行业所需的高温高压集管、天然气行业所需的大口径推管管件、石油和海洋平台所用的高压管件、苛性碱行业所需的耐碱腐蚀管件、医药化工所需的无污染、耐酸碱和耐腐蚀管件
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。纯钛管厂家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,纯钛管厂家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。
钛盘管的应用范围,纯钛管厂家将钛线圈广泛应用于化工、石油、冶金、发电、海水淡化、氯碱、制盐和钛线圈,也用于生产二氧化钛、甘氨酸、硝胺酚、农药、燃料化学、农药中间体、氰尿酸、二氯氰尿酸、氰尿酸和氰尿酸。当然,一般来说,钛在氧化、中性和弱还原介质中都具有耐腐蚀性,因为钛和含氧介质的反应会产生切、惰性、强粘结、强氧化膜以保护自身免受腐蚀。即使被机械性磨损也会很快自愈或重新再生。综上所述,钛是具有强钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。随着科学技术的进步和发展,各种新材料制成的设备被广泛应用于石油、化工、航空航天、医疗等行业,并衍生出不同的设备。针对硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气、高温氯化物生产中对金属的新需求,纯钛管厂家开发了钛钼、钛钯、钛钼镍等系列耐蚀钛合金。钛合金可在≥600℃温度下长期使用。虽然钛的导热系数低于碳钢、铜等金属,但由于其优异的耐腐蚀性能,使其壁厚可以变薄,表面和蒸汽的传热方式为凝结,表面不规模,大大降低了热阻,使钛具有较好的传热性能。
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。纯钛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,纯钛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。
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,纯钛管厂家应控制碳、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,纯钛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%。