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钛合金管、钛焊管的发展、规范、展望

发布于:2018-12-20 11:13 编辑:志峰钛业 浏览:

随着我国工业技术发展及新技术的引进,管道的腐蚀问题是影响现代工业发展的一个极为严重的破坏因素,工矿化工等企业的管道腐蚀所引起跑、冒、滴、漏除影响着正常生产外,还降低了产品质量、污染环境、浪费能源及提高了安全隐患出现的几率,上述问题的长期存在严重阻碍了我国工业化发展进度。所以一种具备耐腐蚀、高强度、耐磨损、低成本、低污染及便于维护等特点的管道的出现势在必行。

钛及钛合金直缝焊管(以下简称“钛焊管”)由于具有强度高、重量轻,良好的热传递性和耐腐蚀性能,作为钢及不锈钢管道的替代产品应运而生,而大口径钛焊管在工业输送管道中的使用也得到市场的认可。虽然钛焊管与常用流体输送管道相比投资成本较高,但是其成本要低于钛无缝管约15%~25%,且从钛焊管的使用寿命和维护周期来分析,钛焊管的投资成本可以在使用中得到补偿,管道系统中使用钛焊管可通过减少定期维护次数,减少停产时间、提高产品质量,提高管道寿命来降低生产成本。

时至今日,钛材已被广泛使用在化工、石油、石化、真空制盐、制药、海水淡化、电力等工业中。尤其是钛能较好地抵抗氯离子的侵蚀,所以,钛材使用在与氯相关的介质中较多,如离子膜法烧碱生产中已大量使用钛材制造设备、管道和管配件等。还有甲酸、醋酸、环氧丙烷等化工项目中均采用钛管道输送介质,以解决管道腐蚀问题,延长管道使用寿命[1]。而在钛管道中,钛焊管和钛无缝管的化学成分、力学性能和工艺性能基本一致[2],然而钛焊管在实际应用中却有着钛无缝管所没有的优势:钛焊管可实现大口径及超大口径流量的输送,另外钛焊管的经济性和适用性更易得到推广和使用。

钛焊管作为一种相对独特的钛管产品形式,是把钛板或钛卷带进行轧制成管形后采用钨极惰性气体保护焊将缝隙焊合而成的一种产品。由于其优异的耐腐蚀性能和较大的比强度,自开发出来后就引起了工业领域的广泛关注和使用。现在小口径钛焊管(公称尺寸DN100及以下)已用在各类冷凝器和热交换器中逐渐替代钛无缝管作为换热管的首选材料,而大口径钛焊管(公称尺寸DN100以上)也被广泛用作化工、石油、石化、制盐、制药和海洋工程等行业的工业管道。

钛合金管

一、我国钛焊管的发展历程

我国建国初期开始钛金属只用于军品工业,属于国家战略管控物资,直至70年代才在民用工业的化工领域中使用钛材,迄今已有四十多年的历史,钛作为一种优良的耐腐蚀结构材料,已经确立了它无可替代的地位,而作为化工输送腐蚀介质管道中的理想材料,钛焊管也愈来愈引起设备和管道设计人员的重视和使用。

1、钛焊管的工作情况

众所周知,钛焊管因其优异特性多用在具有腐蚀性的环境中,当带腐蚀性介质的液体流经钛焊管时,腐蚀介质会对焊管内壁进行微弱的冲刷腐蚀。随着介质及其浓度的不同,钛焊管受腐蚀程度也不同。一般情况下,相同介质下高浓度介质的腐蚀速率大于低浓度,沸腾时介质的腐蚀速率大于室温时,含卤素介质的腐蚀速率大于其它盐溶液,相同壁厚、相同介质下内壁承载压力高的钛材腐蚀速率大于内壁承载压力低的钛材。

因此,钛焊管的寿命长短主要取决于与之接触的腐蚀性介质、使用环境及承载压力。

2、钛焊管的发展过程

由于受到原材料和加工技术等多方面的制约,钛焊管的生产技术多年来一直掌握在日本、美国、法国、俄罗斯等少数一些国家的专业厂家手中[3]。所以中国的钛焊管相对于其它的钛加工产品起步较晚,且前期发展比较缓慢,直接影响了钛焊管产品的标准化形成,所以目前为止,钛焊管的国家标准尚不完善。

我国从80年代起开始研制钛焊接管1985年原宝鸡有色金属加工厂(现在的宝钛集团有限公司)从美国引进中国第一条完整的小口径钛焊管自动生产线,结束了我国不能生产钛焊管的历史。但由于当时国内不能够生产钛焊管的原料产品――钛带卷,因技术引进消化和原料采购困难的多重影响,一直到上世纪九十年代末,该生产线才真正具备生产能力,年产能仅有200吨左右[4]。

90年代中期,我国常州与法国Valtimet(法钛美)公司合资组建了法力诺长城焊管有限公司,引进了3条小口径焊管生产线,生产钛焊管。但还是受国内钛卷带生产技术不过关因素的影响,前期原料大多为日本、美国进口。受质量和产量的限制,当时国内的钛焊管市场仍未真正形成。