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鈦合金在化工、石油管道、電力工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用及性能分析


發(fā)布日期:2019-3-20 9:53:44

鈦的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是耐腐蝕性強(qiáng),這是由于它對(duì)氧的親合力特別大,能在其表面上生成一層致密的氧化膜,可保護(hù)鈦不受介質(zhì)腐蝕。金屬鈦在大多數(shù)水溶液中,都能在表面生成鈍化氧化膜。因此,鈦在酸性、堿性、中性鹽水溶液中和氧化性介質(zhì)中具有很好的穩(wěn)定性,比現(xiàn)有的不銹鋼和其它有色金屬的耐腐蝕性都好,甚至可與鉑比美。但是,如果在某種介質(zhì)中,能連續(xù)溶解鈦表面氧化膜時(shí),則鈦在這種介質(zhì)中便會(huì)受到腐蝕。例如,鈦在氫氟酸、濃的或熱的鹽酸、硫酸和磷酸中,由于這些溶液溶解鈦表面氧化膜,所以鈦被腐蝕。如果在這些溶液中加入氧化劑或某些金屬離子時(shí),則鈦表面氧化膜便會(huì)受到保護(hù),此時(shí)鈦的穩(wěn)定屬于增加。

一、化學(xué)工業(yè)

在化工生產(chǎn)中,用鈦代替不銹鋼、鎳基合金和其它稀有金屬作為耐腐蝕材料,這對(duì)增加產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、減少消耗、降低能耗、降低成本、防止污染、改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率等方面都有十分重要的意義。

近年來(lái),我國(guó)化工用鈦的范圍不斷擴(kuò)大,用量逐年增加,鈦已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一。其主要應(yīng)用于蒸餾塔、反應(yīng)器、壓力容器、熱交換器、過(guò)濾器、測(cè)量?jī)x器、汽輪機(jī)葉片、泵、閥、管道、氯堿生產(chǎn)電極、合成塔內(nèi)襯、其它耐酸設(shè)備內(nèi)襯等。鈦?zhàn)鳛橐环N優(yōu)良的用于化工裝置中的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料,已經(jīng)確立了它的地位,也愈來(lái)愈引起工程技術(shù)人員的重視。

1)氯堿工業(yè)

鈦在各種酸、堿、鹽介質(zhì)中,除上述四種無(wú)機(jī)酸和腐蝕性很強(qiáng)的氯化鋁外,都具有很好的穩(wěn)定性。所以,鈦是化學(xué)工業(yè)中優(yōu)良的抗腐蝕材料,得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。例如,在氯堿工業(yè)中使用鈦金屬陽(yáng)極和鈦制濕氯氣冷卻器,收到很好的經(jīng)濟(jì)效果,被譽(yù)為氯堿工業(yè)中的一大革命。

氯堿工業(yè)是重要的基本原料工業(yè),其生產(chǎn)和發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)影響很大。這是因?yàn)殁亴?duì)氯離子的耐腐蝕性能優(yōu)于常用的不銹鋼和其它有色金屬。目前氯堿工業(yè)中廣泛采用鈦來(lái)制造金屬陽(yáng)極電解槽、離子膜電解槽、濕氯冷卻器、精制鹽水預(yù)熱器、脫氯塔、氯氣冷卻洗滌塔等。這些設(shè)備的主要零部件過(guò)去多采用非金屬材料(如石墨、聚氯乙烯等),由于非金屬材料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能和加工工藝性能不夠理想,造成設(shè)備笨重、能耗大、壽命短,并影響產(chǎn)品質(zhì)量和污染環(huán)境。因此,我國(guó)自70年代以來(lái),開(kāi)始陸續(xù)用金屬陽(yáng)極電槽和離子膜電槽代替石墨電槽,用鈦制濕氯冷卻器代替石墨冷卻器,均取得良好的效果。

例如:鈦制濕氯冷卻器的應(yīng)用。食鹽電解生產(chǎn)燒堿要產(chǎn)生大量的高溫濕氯氣,溫度一般在75~95℃,需要經(jīng)過(guò)冷卻和干燥才能使用。

我國(guó)食鹽電解制取氯氣的生產(chǎn),以前因?yàn)槔鋮s工藝不合理或因冷卻設(shè)備的腐蝕問(wèn)題影響了氯氣產(chǎn)量和質(zhì)量,而且還嚴(yán)重地污染了環(huán)境。耐高溫濕氯氣腐蝕的鈦制冷卻器投入生產(chǎn),改變了氯堿工業(yè)中制取氯的生產(chǎn)面貌。鈦在高溫濕氯氣的環(huán)境中極耐腐蝕,鈦在常溫時(shí)的氯水中,腐蝕速率為0.000565mm/a;在80℃時(shí)的氯水中,鈦的腐蝕速率為0.00431mm/a;在含95%濕氯氣中,常溫下鈦的腐蝕速率為0.00096mm/a。許多氯堿廠(chǎng)使用了鈦制濕氯氣冷卻器后,有的使用了將近20年,至今仍然完好無(wú)損。

2)純堿工業(yè)

純堿是最基本的化工原料之一,它直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。純堿生產(chǎn)過(guò)程中,氣體介質(zhì)多為NH3和CO2, 液體介質(zhì)多為NaCl、NH4Cl、NH4HCO3和Cl- 濃度較高的溶液,使用碳鋼、鑄鐵材質(zhì)進(jìn)行碳酸化反應(yīng)的碳化塔小管、熱母液冷卻器、冷卻器、結(jié)晶外冷器等主體設(shè)備,均不耐腐蝕,腐蝕泄漏嚴(yán)重,使用壽命不超過(guò)三年。1975-1977年,天津堿廠(chǎng)和大連化學(xué)工業(yè)公司建廠(chǎng)進(jìn)行了鈦應(yīng)用示范工作,碳化塔冷卻管63×2mm、鈦平板換熱器、鈦外冷器、鈦泵、CO2透平壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、Ti-6Al-4V合金葉輪等的應(yīng)用效果很好,這為全行業(yè)進(jìn)行用鈦技術(shù)改造和新建三個(gè)年產(chǎn)60萬(wàn)噸純堿廠(chǎng)起到了樣板作用。

鈦合金棒

例如:某純堿廠(chǎng)蒸餾塔頂部氨冷凝器應(yīng)用純鈦管代替鑄鐵管。氨冷凝器是純堿生產(chǎn)過(guò)程中,將蒸餾塔蒸出的氨氣進(jìn)行冷凝的設(shè)備,它由兩個(gè)鑄鐵冷卻箱組成,每個(gè)箱的直徑2.5m,高1.2m,箱內(nèi)原裝有Φ63×6×2986mm鑄鐵小管214根,兩個(gè)箱共428根。管內(nèi)外均用熱固性酚醛清漆防腐,管外介質(zhì)為NH3、CO2、H2O蒸氣,溫度95℃左右。管內(nèi)走NH4Cl母液,與管外介質(zhì)進(jìn)行換熱。在此條件下,鑄鐵管腐蝕嚴(yán)重,使用一年即有部分管子腐蝕穿孔,2年已腐蝕損壞嚴(yán)重,停止使用。為解決氨冷凝器內(nèi)鑄鐵管?chē)?yán)重腐蝕問(wèn)題,將鑄鐵管全部替換為T(mén)A2鈦管,規(guī)格為Φ60×2×3010mm,鈦管管端與鑄鐵花板間用O型橡膠圈密封。這是我國(guó)純堿工業(yè)第一臺(tái)蒸餾塔的冷卻小管采用純鈦管。投產(chǎn)使用二年多,曾抽管進(jìn)行宏觀檢查,未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,預(yù)計(jì)使用壽命可達(dá)20年以上,可比鑄鐵管延長(zhǎng)10倍。由于鈦管耐腐蝕,傳熱效率保持良好(鑄鐵管在3年一個(gè)大修期間,其傳熱效率前期好,中期差,后期就失效),管內(nèi)NH4Cl母液預(yù)熱回收熱量,提高母液進(jìn)入蒸餾塔的溫度,可節(jié)約大量蒸汽,經(jīng)濟(jì)效益明顯。

▲大連化學(xué)工業(yè)公司堿廠(chǎng)年產(chǎn)純堿量為72萬(wàn)t,采用氨堿法和聯(lián)合制堿法進(jìn)行生產(chǎn)。從70年代后期開(kāi)始,為改變?cè)O(shè)備落后狀況,一些主要設(shè)備逐步用鈦材及釷設(shè)備進(jìn)行更新。1983年后,又進(jìn)一步擴(kuò)大了鈦材的應(yīng)用范圍,現(xiàn)將應(yīng)用情況簡(jiǎn)述如下。

用鈦管代替氨冷凝器中鑄鐵管

氨冷凝器是純堿生產(chǎn)過(guò)程中,將蒸餾塔蒸出的氨氣冷凝的設(shè)備。由兩個(gè)冷卻箱組成,箱內(nèi)裝有φ63mm*6mm*2986mm鑄鐵管214根。管內(nèi)外均用熱固性酚醛清漆防腐,管外介質(zhì)為NH3,C02、H2O蒸汽,溫度在95℃左右,管內(nèi)介質(zhì)NH4Cl母液,與管外介質(zhì)換熱。在此條件下,鑄鐵管腐蝕嚴(yán)重,使用1年即有部分管子腐蝕穿孔,兩年時(shí)間,已腐蝕損壞嚴(yán)重, 在蒸餾塔3年大修時(shí),氨冷凝器內(nèi)的鑄鐵管全部換新。

1977年大連化學(xué)工業(yè)公司堿廠(chǎng)把解決氨冷凝器內(nèi)鑄鐵管?chē)?yán)重腐蝕問(wèn)題列入科研項(xiàng)目,向?qū)氹u有色金屬加工廠(chǎng)訂購(gòu)了規(guī)格為φ60mm*2mm*3010mm TA2管,于1979年安裝。這是該廠(chǎng)第一臺(tái)鈦列管設(shè)備,也是我國(guó)純堿工業(yè)蒸餾塔首次采用純鈦管。1979年12月投人生產(chǎn),已用了14年,至今未發(fā)現(xiàn)腐蝕泄漏,效果良好。根據(jù)1982年9月(投產(chǎn)2年零10個(gè)月)抽管檢查鑒定,預(yù)計(jì)使用壽命可達(dá)20年以上。

由于鈦管耐腐蝕,傳熱效率保持良好(鑄鐵管在3年期間,其傳熱效率前期好,中期差,后期失效),管內(nèi)NH4Cl母液預(yù)熱回收熱量,提高了母液進(jìn)入蒸餾塔的溫度,可節(jié)約大量蒸汽,經(jīng)濟(jì)效益明顯(見(jiàn)表1)。

表1 冷凝器采用鈦管與鑄鐵管經(jīng)濟(jì)效益比較

項(xiàng) 目 鈦 管 鑄鐵管
設(shè)備費(fèi)
使用壽命
每年折舊費(fèi)
全年節(jié)約
180000元
預(yù)計(jì)20年
9000元
3000元
24000元
2年
12000
0
全年生產(chǎn)能力
全年節(jié)約蒸汽
蒸汽單價(jià)
全年節(jié)約價(jià)值
全年收益
14.6萬(wàn)t
4.38萬(wàn)t
7元/t
30.66萬(wàn)元
15.33萬(wàn)元

14.6萬(wàn)t

2.17萬(wàn)t

7元/t

15.33萬(wàn)元

0

全年總收益 15.63萬(wàn)元 0

由表1可見(jiàn),用鈦管代替鑄鐵管,運(yùn)轉(zhuǎn)1年多即可收回鈦管的全部投資,并節(jié)約大量檢修工時(shí)。到1980年該廠(chǎng)4臺(tái)蒸餾塔頂部氨冷凝器全部采用了鈦管。另外,氮液蒸餾塔內(nèi)部的兩個(gè)水箱也安裝了428根鈦管,合計(jì)用鈦管8t。2.2用鈦管代替碳化塔冷卻鑄鐵管

碳化塔是純堿生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,塔下部有8個(gè)冷卻管,箱內(nèi)裝有鑄鐵管。管內(nèi)外均用熱固性酚醛清漆防腐。其接觸介質(zhì),管外是由塔上部下來(lái)帶有大量NaHC03結(jié)晶的氨鹽溶液和塔下部進(jìn)入的C02氣體向上流動(dòng),管內(nèi)走海水,塔內(nèi)溫度為50--68℃。冷卻管僅使用兩年左右即有部分腐蝕穿孔,使用3年即需更換。而且管端鉛圈密封也經(jīng)常泄漏,嚴(yán)重結(jié)疤,對(duì)生產(chǎn)影響很大。

1979年以來(lái),先后在7臺(tái)塔上應(yīng)用TF1回收純鈦管及TA2純鈦管代替鑄鐵管。1981年TF1回收純鈦管安裝于5#塔,每根重為5.192Kg,總重量為8.17t,每噸當(dāng)年價(jià)為7.35萬(wàn)示,共計(jì)60萬(wàn)元。1982年4月投產(chǎn),至今未發(fā)現(xiàn)腐蝕泄漏,預(yù)計(jì)使用壽命可達(dá)20年以上,如果使用壽命按20年計(jì)算,可節(jié)約大修費(fèi)20萬(wàn)元;因大修停產(chǎn)少創(chuàng)產(chǎn)值864萬(wàn)元,利潤(rùn)少收入316萬(wàn)元;減少泄漏損失氨78.67t,鹽240t,轉(zhuǎn)化率提高節(jié)鹽800t,合計(jì)6.2萬(wàn)元。僅以上三項(xiàng)計(jì)算(不包括結(jié)疤造成減產(chǎn)、清掃管減產(chǎn)等),20年可比鑄鐵管減少損失合計(jì)342.2萬(wàn)元。另外,還可以節(jié)約大量檢修工時(shí),改善操作環(huán)境。1983年采用寶雞有色金屬加工廠(chǎng)生產(chǎn)的規(guī)格為φ63mm*2mm*3010mm TA2純鈦管,更換了13#塔4個(gè)冷卻箱內(nèi)鑄鐵管,共170t,當(dāng)年每噸價(jià)格6.3萬(wàn)元。該廠(chǎng)與大連制堿研究所共同進(jìn)行了TA2純鈦管在碳化塔內(nèi)插管試驗(yàn),經(jīng)運(yùn)行406天和1149天兩次抽查,均未發(fā)現(xiàn)管子有任何腐蝕現(xiàn)象,管子仍閃光如新。

TC4鈦合金葉輪代替C02透平壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子低合金鋼葉輪

C02透平壓縮機(jī)葉輪原用35CrMoV低合金鋼制造。使用過(guò)程中,葉輪1、3級(jí)葉片進(jìn)口受C02水霧腐蝕與沖蝕,短時(shí)間即不能使用。葉輪經(jīng)防腐處理,運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)月則需進(jìn)行檢修,運(yùn)轉(zhuǎn)一年就需更換。

現(xiàn)用精鑄TC4合金替代35CrMoV低合金鋼(用鈦120 kg),具有機(jī)械強(qiáng)度高,耐腐蝕,抗沖蝕,加工性能好等優(yōu)點(diǎn)。此葉輪于1981年1月5日起連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),安全平穩(wěn),維修工作量小。運(yùn)轉(zhuǎn)5年后,經(jīng)檢查各級(jí)葉輪葉片進(jìn)口完好,預(yù)計(jì)使用壽命可達(dá)20年以上。改變了原來(lái)檢修頻繁狀況,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著(參見(jiàn)表2)。目前大連化學(xué)工業(yè)公司堿廠(chǎng)氨堿法4臺(tái)、聯(lián)合制堿法1臺(tái)透平轉(zhuǎn)子采用了TC4鈦合金。

表2 鈦合金與低合金鋼轉(zhuǎn)子經(jīng)濟(jì)效益比較

項(xiàng) 目 低合金鋼葉輪 鈦合金葉輪
轉(zhuǎn)子費(fèi)
使用壽命
設(shè)備折舊
節(jié)約費(fèi)用
一年檢修次數(shù)
每次檢修費(fèi)用
全年檢修費(fèi)用
全年節(jié)約費(fèi)用
一年停機(jī)次數(shù)
一次停機(jī)天數(shù)
一次停機(jī)損失
全年停機(jī)損失
全年總節(jié)約價(jià)值
50000元
一年
50000元/年
0
3
3000元
9000元
0
3
20天
48000元
144000
0
60000元
預(yù)計(jì)10年
6000元/年
44000元/年
1
1000元
1000元
8000元
1
20天
48000元
48000元
148000元

用鈦制外冷器代替鋼制外冷器

外冷器是用于冷卻結(jié)晶器內(nèi)氯化銨母液的設(shè)備,原系碳鋼制造。外冷器內(nèi)列管雖經(jīng)防腐處理,但因氯化銨母液腐蝕性強(qiáng),使用壽命僅為4年左右。如果防腐蝕層質(zhì)量低劣,使用壽命僅1年左右。1980年2月使用了純鈦制外冷器,外冷卻器內(nèi)有規(guī)格為φ51mm*2mm*6000mm純鈦管511根。運(yùn)行5年,設(shè)備未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,僅有5根管子因振動(dòng)被隔板磨損致壞。至今已使用14年,預(yù)計(jì)使用壽命可達(dá)30年,經(jīng)濟(jì)效益比較見(jiàn)表3。鈦外冷器一次投資較高,當(dāng)時(shí)每噸鈦管14萬(wàn)元,但每年仍收益10595元。而鋼制外冷器檢修頻繁,還必須備有備用設(shè)備,以保證清洗和檢修。因此該廠(chǎng)14臺(tái)外冷器,已有11臺(tái)采用了鈦制外冷器。

表3 鈦制外冷器與鋼制外冷器經(jīng)濟(jì)效益比較

項(xiàng) 目 鈦外冷器 鋼外冷器
整臺(tái)設(shè)備
使用壽命
每年折舊
全年節(jié)約
全年增產(chǎn)
全年利潤(rùn)
全年收益
96萬(wàn)元
預(yù)計(jì)30年
32000元
500元
336.5t氯化銨
100095元
10595元
13萬(wàn)元
4年
32500元
0
0
0
 

用鈦板冷卻器代替淋灑式鑄鐵排管

氨堿法重堿車(chē)間將13#,18#,改用國(guó)產(chǎn)鈦傘板冷卻器,換熱板片用TA2板制造,每臺(tái)冷卻面積為60 m2。1臺(tái)鈦傘板式冷卻器可以代替1.5臺(tái),冷卻面積為3602的淋灑式冷卻排管,換熱效率可提高6倍,并清除了海水蒸汽以及海水淋灑造成的環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕。其經(jīng)濟(jì)效益比較見(jiàn)表4。

表4 鈦傘板冷卻器與淋灑排管經(jīng)濟(jì)效益比較

項(xiàng) 目 鑄鐵淋灑排管 鈦傘板冷卻器
整臺(tái)設(shè)備
使用壽命
每年折舊
全年節(jié)約
13元
3年
43333元
0
15萬(wàn)元
預(yù)計(jì)20年
7500年
35833元
全年運(yùn)行時(shí)間
海水用量
節(jié)約海水
節(jié)約電量
節(jié)約價(jià)值
7000h
15755000m3
0
0
0
7000h
525000m3
1050000m3
262500kW·h
13125元
全年節(jié)約價(jià)值 0 48958元

用鈦板式換熱器代替鋼鐵列管式CO2,透平壓縮機(jī)油冷卻器

C02透平壓縮機(jī)油冷卻器試用T62銅板冷卻器代替鋼制列管冷卻器,投產(chǎn)運(yùn)行后降低了高速軸承的運(yùn)行溫升和油溫10—13℃,也節(jié)約了冷卻海水量,但因銅板片遭受腐蝕而泄漏。1984年安裝了兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)鈦扳式換熱器,試運(yùn)行效果良好。之后,氨堿法的透平壓縮機(jī)油冷卻器都采用了鈦板式換熱器,共8臺(tái)。

用鈦合金葉輪式代替8S堿泵鋁鑄鐵葉輪

8S堿泵是純堿生產(chǎn)中輸送堿液的設(shè)備,葉輪是鋁鑄鐵,不耐母液沖刷腐蝕,使用壽命極短。1973年在8S泵上試用TC4鈦合金葉輪,結(jié)果表明能耐母液的沖刷腐蝕,且效果良好,預(yù)計(jì)使用壽命可提高40倍以上,其經(jīng)濟(jì)效益比較見(jiàn)表5。這是我國(guó)純堿工業(yè),在堿泵上首次試用鈦合金葉輪,1977年開(kāi)始逐步推廣應(yīng)用。

5 兩種材質(zhì)葉輪經(jīng)濟(jì)效益比較

項(xiàng) 目 鑄TC4葉輪 鋁鑄鐵葉輪
備件費(fèi)
使用壽命
每年折舊
全年節(jié)約
2000元
預(yù)計(jì)10年
200元
1000
300元
3個(gè)月
1200元
0
每年檢修
全年費(fèi)用
全年節(jié)約
2次
200元
200元
4次
400元
0
每臺(tái)泵全年總收益 1200元 0

用鈦泵代替鋁鑄鐵泵

在8S泵試用TC4鑄鈦合金葉輪成功的基礎(chǔ)上,為進(jìn)—步解決堿母液泵泵體腐蝕問(wèn)題,從1983年起逐步用鈦泵代替鋁鑄鐵泵,共計(jì)24臺(tái),取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

鈦閥門(mén)應(yīng)用

原來(lái)所用閥門(mén)多為鑄鐵的,其使用壽命極短,多不過(guò)半年,少則只有兩個(gè)月左右,不僅更換頻繁,浪費(fèi)很多的檢修工時(shí),而且影響產(chǎn)量,污染環(huán)境。1989年首先在氨堿法重堿碳化塔出堿口應(yīng)用了φ100mm鈦截止閥(現(xiàn)已有15個(gè))。1992年又在聯(lián)絡(luò)管應(yīng)用了φ200mm的鈦閥(現(xiàn)已有12個(gè))。使用效果均良好,其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,每年節(jié)約經(jīng)費(fèi)30萬(wàn)元左右。

在聯(lián)合制堿中,出堿口膠膜閥座(12個(gè))、中和水膠膜閥座(5個(gè))都采用了鈦鑄閥座,其使用壽命是鑄鐵無(wú)法比擬的。

總之,大連化學(xué)工業(yè)公司堿廠(chǎng)應(yīng)用鈦材的實(shí)踐表明,鈦是制堿工業(yè)設(shè)備最理想的材料之一,由它制成的制堿設(shè)備使用壽命長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)效益顯著。

▲天津堿廠(chǎng)聯(lián)堿煅燒爐氣冷凝器鈦質(zhì)換熱管項(xiàng)目

▲山東海化集團(tuán)股份有限公司

鈦合金管

3)、在石化工業(yè)中的應(yīng)用

鈦在石化工業(yè)中,多用于制造化工設(shè)備。化工設(shè)備的選材相當(dāng)重要,大量的壓力容器、貯槽、塔器、換熱器、管道乃至緊固件和連接件等等在工作條件下不僅要承受一定的載荷,而且要受到許多介質(zhì)的強(qiáng)烈腐蝕,工作條件十分苛刻。在這種情況下,許多設(shè)備的選材如僅在常用不銹鋼的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整,已不能適應(yīng)。而鈦及鈦合金的機(jī)械性能與不銹鋼相近,耐蝕性能則遠(yuǎn)為優(yōu)異。為此,在重要的化工設(shè)備中,鈦材逐漸以各種形式如襯鈦、鈦鋼復(fù)合以至全鈦得到應(yīng)用。

鈦在我國(guó)石化工業(yè)中的應(yīng)用源于80年代初,上海金山石化總廠(chǎng)的乙烯裝置和芳烴提取裝置以及蘭州煉油化工廠(chǎng)的苯胺鹽酸生產(chǎn)裝置,由于鈦材的應(yīng)用解決了長(zhǎng)期困擾企業(yè)生產(chǎn)的腐蝕問(wèn)題。隨后上海高橋石化、巴陵石化公司等都相繼投入大量資金,在石化工業(yè)裝備中應(yīng)用鈦材,并獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

二、石油工業(yè)

鈦在有機(jī)化合物中,除了溫度較高下的五種有機(jī)酸(甲酸、乙酸、草酸、三氯乙酸和三氟乙酸)外,都具有非常好的穩(wěn)定性。因此,鈦是石油煉制和石油化工中優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料,可以用來(lái)制作各種反應(yīng)器、壓力容器、熱交換器、分離器配管、蒸餾塔頂凝縮器內(nèi)襯等。

油氣鉆采中,英國(guó)在深600m、262℃的含5%H2S和25%NaCl中,使用了鈦制鉆采設(shè)備。前蘇聯(lián)采用了鈦泵、鈦閥和鈦制沖洗鹽水設(shè)備。我國(guó)在天然氣井口為解決600—700atm的高溫H2S、C02和水蒸汽的腐蝕,使用了Ti-6Al—4V的閥板、閥座和閥桿,長(zhǎng)期使用效果甚好。

海上油氣開(kāi)采要長(zhǎng)期承受海水腐蝕和應(yīng)力腐蝕。國(guó)外廣泛采用Ti-6Al—4V作為石油平臺(tái)支柱、繩索支架、海水循環(huán)加壓系統(tǒng)的高壓泵、提升管及聯(lián)結(jié)器等。因?yàn)門(mén)i-6A1-4V不僅耐海水腐蝕,而且具有高韌性、高屈服強(qiáng)度和高疲勞極限。最近國(guó)外選擇鈦的預(yù)應(yīng)力采油管接頭,這種接頭組裝簡(jiǎn)便快捷、重量輕,并保持彈性密封性,鈦是最佳的優(yōu)選材料。我國(guó)的海洋石油工業(yè)正進(jìn)入大規(guī)模開(kāi)發(fā)階段,當(dāng)前平臺(tái)的結(jié)構(gòu)件和關(guān)鍵部件及設(shè)備均從國(guó)外進(jìn)口,國(guó)內(nèi)材料很少應(yīng)用。但可以預(yù)期,鈦將會(huì)在這里找到廣闊的市場(chǎng)!

三、冶金工業(yè)

鈦屬活性金屬,具有良好的吸氣性能,是煉鋼工業(yè)中優(yōu)良的脫氣劑,它能化合鋼在冷卻時(shí)析出的氧和氮。在鋼中加入少量的鈦(<0.1%)可使鋼堅(jiān)韌而富有彈性。鈦也是煉鋼,煉鋁等工業(yè)中重要的合金添加劑。鈦具有超導(dǎo)性,是一種常見(jiàn)的超導(dǎo)材料。另外,鈦在含有金屬離子的酸性溶液中具有很好的穩(wěn)定性,因此鈦在濕法冶金工業(yè)中,如銅、鎳、鈷、錳等有色金屬.

從70年代初,云南冶煉廠(chǎng)、上海冶煉廠(chǎng)、葫蘆島鋅廠(chǎng)等有色冶金行業(yè)率先在電解銅、電解鎳及鉛鋅冶煉中使用鈦材,解決了嚴(yán)重困擾企業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展的腐蝕問(wèn)題,鈦及鈦設(shè)備在這些企業(yè)成功的應(yīng)用,也大大地促進(jìn)了我國(guó)鈦工業(yè)民用推廣的使用。

自80年代后,國(guó)內(nèi)許多濕法冶金企業(yè)都開(kāi)始在技術(shù)改造中選用鈦材。金川有色金屬公司、沈陽(yáng)冶煉廠(chǎng)、銅陵有色金屬公司、大冶有色金屬公司。撫順?shù)X廠(chǎng)等企業(yè)近十年來(lái)的用鈦量高達(dá)上百?lài),這些新技術(shù)、新裝備的使用,使我國(guó)有色濕法冶金行業(yè)的裝備更接近世界先進(jìn)水平。鈦的電解生產(chǎn)中,有著十分廣泛的應(yīng)用。

四、化肥工業(yè)

尿素是重要的化肥,在生產(chǎn)過(guò)程中尿素、氨、氨基甲酸銨和它們的混合液,在高溫高壓的條件下腐蝕性很強(qiáng),使用鈦取代不銹鋼后設(shè)備壽命大大增加,檢修時(shí)間大大減少。因此目前尿素生產(chǎn)中的主要設(shè)備都使用鈦材。

五、海水淡化和造船工業(yè)

鈦抗海水腐蝕的能力比其它所有金屬都好,無(wú)論是在靜止的或高速流動(dòng)的海水中鈦都具有特殊的穩(wěn)定性。因此,鈦是海水淡化裝置的理想材料。鈦在這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量將越來(lái)越大。鈦抗海水和海洋空氣腐蝕能力很強(qiáng),而且強(qiáng)度大,重量輕,是造船工業(yè)的理想結(jié)構(gòu)材料,已廣泛應(yīng)用在各種艦艇、深水潛艇的許多部件中。

目前海水淡化已遍及全世界60多個(gè)國(guó)家和地區(qū),全球有海水淡化廠(chǎng)600萬(wàn)多座,海水淡化日產(chǎn)量約3500萬(wàn)噸左右,并且以每年10%以上的速度在增加。海水淡化已經(jīng)成為解決缺水問(wèn)題最佳方法之一。目前全球主流的海水淡化方法主要有多級(jí)閃蒸法(MSF)、低溫多效蒸餾法(LT-MED)和反滲透膜法(RO)三種。三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),適用的條件和范圍也不同。我國(guó)主要是應(yīng)用LT-MED和RO 兩種方法,未來(lái)幾年當(dāng)時(shí)中國(guó)將有多個(gè)海水淡化項(xiàng)目啟動(dòng)。未來(lái)3-5年海水淡化將有很大發(fā)展空間。

取決于現(xiàn)今技術(shù)對(duì)于海水淡化大規(guī)模應(yīng)用已具備成本優(yōu)勢(shì),相比較南水北調(diào)來(lái)說(shuō)噸水成本更低,國(guó)家出臺(tái)一系列鼓勵(lì)政策,未來(lái)10年海水淡化規(guī)模將是現(xiàn)在的5倍。海水淡化設(shè)備用鈦合金取代銅合金是未來(lái)趨勢(shì)。鈦材多方位的優(yōu)勢(shì)決定了未來(lái)在海水淡化管領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用空間,預(yù)計(jì)未來(lái)十年,中國(guó)海水淡化鈦管需求量約為9500-23520噸,全球約為140.63-281.25萬(wàn)噸。雖然國(guó)內(nèi)初步測(cè)算需求量并不大,但國(guó)內(nèi)需求只占國(guó)際需求總量的1.6%,可以說(shuō)整體發(fā)展空間非常巨大。

5.1、鈦管用于海水淡化的主要特性:

5.1.1、密度小,比強(qiáng)度(強(qiáng)度/比重)高

金屬鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁而低于鋼、銅、鎳。但比強(qiáng)度位于金屬之首,是不銹鋼的3倍,是鋁合金的1.3倍;

5.1.2、耐腐蝕性能好

鈦是一種非;顫姷慕饘,其平衡電位很低,在介質(zhì)中的熱力學(xué)腐蝕傾向大。但實(shí)際上鈦在許多介質(zhì)中很穩(wěn)定,如鈦在氧化性、中性和弱還原性等介質(zhì)中是耐腐蝕的。這是因?yàn)殁伜脱跤泻艽蟮挠H和力,在空氣中或含氧的介質(zhì)中,鈦表面生成一層致密的、附著力強(qiáng)、惰性大的氧化膜,保護(hù)了鈦基體不被腐蝕。即使由于機(jī)械磨損也會(huì)很快自愈或重新再生。這表明了鈦是具有強(qiáng)烈鈍化傾向的金屬。介質(zhì)溫度在315℃以下鈦的氧化膜始終保持這一特性。

5.1.3、換熱性能好

金屬鈦的導(dǎo)熱系數(shù)雖然比碳鋼和銅低,但由于鈦優(yōu)異的耐腐蝕性能,所以壁厚可以大大減薄,而且表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝,減少了熱組,太表面不結(jié)垢也可減少熱阻,使鈦的換熱性能顯著提高。

5.1.4、耐熱性能好

新型鈦合金可在600℃或更高的溫度下長(zhǎng)期使用。

5.1.5、化工耐低溫性能好

鈦合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的低溫鈦合金,其強(qiáng)度隨溫度的降低而提高,但塑性變化卻不大。

5.1.6、抗拉強(qiáng)度與其屈服強(qiáng)度接近

鈦的這一性能說(shuō)明了其屈強(qiáng)比(抗拉強(qiáng)度/屈服強(qiáng)度)高,表示了金屬鈦材料在成形時(shí)塑性變形差。由于鈦的屈服極限與彈性模量的比值大,使鈦成型時(shí)的回彈能力大。

5.2海水淡化設(shè)備中鈦管將逐漸替代原來(lái)的銅合金管,兩者相比,鈦管具有以下優(yōu)點(diǎn):

5.2.1 同樣作業(yè)條件下,鈦管的壁厚更薄,管材用量更少。一般,銅合金管等壁厚為0.9mm-1.2mm;用鈦管代替,在腐蝕性小的地方,可用壁厚為0.5mm的薄壁管。

5.2.2、鈦管的導(dǎo)熱性好。鈦熱導(dǎo)率為17W/(m·k),鋁黃銅的為lOOW/(m·k),70/30白銅的為29W/(m·k),鈦的熱導(dǎo)率最。褂帽”阝伖,導(dǎo)熱性雖然比鋁黃銅差,但與90/10白銅相當(dāng) ,比70/30白銅的要好。

5.2.3、使用鈦管的性?xún)r(jià)比更高。鈦管價(jià)格可與銅合金管抗衡,由于鈦的密度低,壁厚相同時(shí),同等長(zhǎng)度的鈦管質(zhì)量只是銅合金管的50%,當(dāng)鈦管壁厚為銅合金管的50%時(shí),相同傳熱面積的鈦管質(zhì)量?jī)H為銅合金管的1/4.可見(jiàn),鈦管在價(jià)格方面是有競(jìng)爭(zhēng)力的。

5.2.4、鈦管的使用壽命更長(zhǎng)。由于海水;煊心嗌、海生物,它們?cè)趥鳠峁軆?nèi)及管端附著,會(huì)侵蝕銅合金管,銅合金還會(huì)受海水中Br-的腐蝕。而鈦管就不會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題,特別是為了殺死海水中的細(xì)菌,不得不注入氧時(shí),更需使用耐蝕性好的鈦管。

5.3 國(guó)外鈦材的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

 日立,三菱及東芝生產(chǎn)的電站冷凝器,使用了厚0.5mm的鈦焊管,三菱、川崎、日立,三井以及神戶(hù)制鋼等公司生產(chǎn)的海水淡化裝置,使用了厚0.5mm-0.7mm的鈦焊管。到1983年,在16年的時(shí)間里,日本生產(chǎn)了用于世界各地海水淡化設(shè)備的薄壁鈦焊管4038t,至今未發(fā)生因海水腐蝕而損壞的現(xiàn)象。

  (1)通風(fēng)凝結(jié)器和噴射壓氣機(jī)

  日本真正的海水淡化設(shè)備是1967年由松島碳礦株式會(huì)社建成的2650t/d海水淡化設(shè)備。該裝置的通風(fēng)凝結(jié)器及噴射壓氣機(jī)的傳熱管和管板,由于受海水中Br-的腐蝕,不能用銅合金,換用鈦后,沒(méi)發(fā)生過(guò)因腐蝕導(dǎo)致的故障。

  (2)熱放出部冷凝器

  多級(jí)閃蒸冷凝器是將海水作冷卻水,冷卻各級(jí)閃速室產(chǎn)生的水蒸氣,由于海水;煊心嗌、海生物,它們?cè)趥鳠峁軆?nèi)及管端附著,侵蝕銅合金管。因此,現(xiàn)在幾乎所有的MSF型海水淡化設(shè)備的傳熱冷凝器上都使用了鈦管。特別是為了殺死海水中的細(xì)菌,不得不注入氧時(shí),更需使用耐蝕性好的鈦管。

  (3)熱回收部冷凝器

 熱回收部冷凝器傳熱面積較大,由于經(jīng)濟(jì)原因,現(xiàn)通常使用銅合金管,僅在特殊場(chǎng)合使用鈦管,如含有氨或硫化氫等污染物的介質(zhì)對(duì)銅合金的腐蝕劇烈。1977年,向德國(guó)出口的3600t/d的MSF型淡化裝置,由于它是氨的附屬設(shè)備,不能用銅合金,而采用了鈦;由于硫化氧的腐蝕,秘魯?shù)?120t/dMSP型淡化設(shè)備,使用1年后鋁黃銅管就發(fā)生了腐蝕,最后將全部傳熱管換成了鈦管。

  據(jù)報(bào)道,日產(chǎn)百?lài)嵉暮Kb置用鈦管達(dá)6萬(wàn)根.從1967年至1994年,在近30年的時(shí)間里,共生產(chǎn)了52套原于能級(jí)火力發(fā)電用冷凝器和7套海水淡化設(shè)備,共計(jì)使用鈦焊管11000t。

   5.4 國(guó)內(nèi)涉及鈦管或者海水淡化鈦管的上市公司:

攀鋼釩鈦(鈦資源儲(chǔ)量全國(guó)最大,生產(chǎn)鈦材和鈦精礦),未來(lái)受益于鈦需求的大幅放量和鈦材的投產(chǎn);

久立特材(17.50,-0.30,-1.69%)(海水淡化鈦管1000噸),受益于海水淡化鈦管的逐步應(yīng)用;

寶鈦股份(25.53,-0.26,-1.01%)(鈦材龍頭),鈦材和鈦管綜合實(shí)力領(lǐng)先,受益于行業(yè)未來(lái)的快速發(fā)展。

5.5造船工業(yè)

隨著社會(huì)的發(fā)展,人類(lèi)對(duì)自然資源的需求越大,開(kāi)發(fā)與應(yīng)用海洋資源愈來(lái)愈受到重視,有人說(shuō), 21 世紀(jì)是海洋開(kāi)發(fā)的世紀(jì)。

開(kāi)發(fā)海洋需要各種裝備,而任何裝備功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于材料技術(shù)。鈦材具有適應(yīng)于海洋環(huán)境的特性,如耐蝕性、無(wú)磁性、高的綜合力學(xué)性能和機(jī)械加工性等,是一種天然的海洋裝備結(jié)構(gòu)材料。鈦材的這些特性,給研發(fā)新的船舶產(chǎn)品、海洋工程機(jī)械和裝置提供了重要的材料技術(shù)平臺(tái),因此從上世紀(jì) 50 年代末開(kāi)始,鈦材在船舶和海洋工程中的應(yīng)用,不僅領(lǐng)域逐步拓寬,而且用量也隨之增大。

中國(guó)船舶行業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)長(zhǎng)期應(yīng)用研究,已形成船用鈦合金材料技術(shù)體系。在本行業(yè)中使用鈦材冶金半成品主要有各種不同規(guī)格的板材、鍛件、鑄件、絲材和管材,其中板材用量最大,約占 70 %以上,鍛件次之,約為 15 %,鑄件 12 %,其余是絲材和管材。要保證船舶和海洋工程裝備的建造質(zhì)量,各類(lèi)不同規(guī)格鈦材的各向同性、組織形態(tài)和晶粒大小適中、板材生產(chǎn)、彎曲、沖壓成型、焊接,鍛件與鑄件的制備,制造工藝技術(shù)是關(guān)鍵,此外,國(guó)內(nèi)船用鈦合金研發(fā)經(jīng)驗(yàn)還表明,一種新的鈦合金材料用于船舶制品,必須進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)模擬的驗(yàn)證性試驗(yàn),以考察其使用性,建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。          

船用鈦材由于應(yīng)用領(lǐng)域范圍廣泛,除要求耐海洋環(huán)境腐蝕的共性外,其它研究重點(diǎn)則是:①高性能(較高強(qiáng)度、抗沖擊韌性、抗疲勞性)、高功能(高透聲性),且適應(yīng)使用環(huán)境工況;②材料建造工藝適應(yīng)性、使用安全可靠性;③品種/規(guī)格系列化、材料的配套性(如相應(yīng)的焊絲材料)、實(shí)用性;低成本。船舶及海洋工程是靠它的性能和質(zhì)量,更要看它的價(jià)格是否可以接受,低成本是當(dāng)前船用鈦合金材料及制造工藝研究的重要目標(biāo),國(guó)內(nèi)外對(duì)鈦合金低成本研究相當(dāng)活躍。

六、電力工業(yè)

鈦在含有氯化物、硫化物等許多腐蝕性較強(qiáng)的熱水中具有較好的穩(wěn)定性,因此鈦已經(jīng)大量在火力發(fā)電廠(chǎng)中用作為熱交換器的冷卻管。用薄壁鈦管取代銅鎳合金管后,不僅大大提高了使用壽命,而且大大減少了檢修時(shí)間,經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。

鈦及鈦合金有良好的耐腐蝕性能,在鋼煙囪的防腐內(nèi)襯中也有應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)的福建漳州后石電廠(chǎng),采用無(wú)GGH、無(wú)旁路的海水脫硫系統(tǒng)中,濕煙囪采用鈦板作為鋼煙囪防腐內(nèi)襯。工業(yè)純鈦屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定的金屬,如果能通過(guò)溶解而生成Ti2 + ,則金屬鈦離子化時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為- 1. 63 V,這樣鈦易溶于水而釋出氫。然而在多種腐蝕性介質(zhì)中,鈦有非常強(qiáng)的耐腐蝕性,這是由于鈦具有極大的可鈍化性。它的鈍化性超過(guò)了鈷、鎳及不銹鋼。它在許多活性介質(zhì)中是極耐腐蝕的,尤其是對(duì)氧化性介質(zhì)及含氯、氯化物介質(zhì),耐蝕性最佳,但鈦在硫酸、鹽酸中穩(wěn)定性較差。為了解決常規(guī)鈦及鈦合金耐硫酸及鹽酸等還原性介質(zhì)腐蝕能力不強(qiáng)的問(wèn)題,在鈦合金中加鉬元素(10% 32%),可大大提高鈦合金的抗還原性介質(zhì)的腐蝕能力。其中鉬含量愈高,耐蝕性愈好,但熔煉、加工困難也愈大。主要表現(xiàn)在合金的強(qiáng)化上,這在一定程度上影響了該合金的應(yīng)用。鈦- 鉬合金的耐蝕性能如表2 所示。鈦- 鉬合金較之純鈦更適合作為鋼煙囪防腐材料。Ti - 20MO 及以上牌號(hào)的鈦- 鉬合金可滿(mǎn)足要求,而且由于鈦合金耐氯化物腐蝕性能較強(qiáng),特別適合于采用海水脫硫的電廠(chǎng)。

表2 鈦- 鉬合金的防腐性能數(shù)據(jù)

 

介質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/ 溫度/ C

年腐蝕量(/ mm·年- 1)

Ti - 10MO Ti - 15MO Ti - 20MO Ti - 25MO Ti - 27. 5MO Ti - 30MO Ti - 32MO
HCI 5 50 0 0 0. 016 0. 009 0. 013 / /                  
HCI 10 50 / / 0. 024 0. 008 0. 008 / /                  
HCI 20 50 0. 82 0. 041 0. 07 0. 007 0. 002 / /              
HCI 10 75 0. 075 0. 027 0. 021 0. 008 0. 010 / 0. 005            
HCI 20 75 4. 98 0. 89 0. 90 0. 017 0. 007 / 0. 003            
HCI 20 100 / / / 0. 35 0. 13 1. 60 0. 065                
H2 SO4 10 50 0. 015 0. 023 0 0. 002 0 / /                
H2 SO4 20 50 0. 057 0. 030 0. 099 0. 003 0. 003 / /            
H2 SO4 40 50 0. 498 0. 037 0. 009 0. 012 0 / /              
H2 SO4 40 75 2. 11 1. 77 3. 1 0. 085 0. 014 / 0. 005          

濱海電站凝汽器用薄壁鈦管。60年代之前均采用鋁黃銅或B30白銅管,隨著海水污染日趨嚴(yán)重,使用壽命明顯下降。早在60年代英國(guó)就已使用全鈦凝汽器,70年代日本推出薄壁(0.3-0.5mm)焊接鈦管的凝汽器,成本大幅度下降。直至1987年,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已有30%采用鈦凝汽器。由于核電站對(duì)于安全運(yùn)行可靠性要求特別高,所以尤其重視鈦凝汽器的使用,大部分采用薄壁焊接鈦管和無(wú)縫鈦管。我國(guó)在70年代后期開(kāi)始試驗(yàn)國(guó)產(chǎn)鈦管。1983年以來(lái),先后在浙江臺(tái)州電廠(chǎng)、上海金山熱電廠(chǎng)、浙江鎮(zhèn)海電廠(chǎng)等9個(gè)電廠(chǎng)采用18臺(tái)全鈦凝汽器,共用鈦管700t,使用效果十分理想!

七、焦碳工業(yè)

1、概況

我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展十分迅速,對(duì)焦碳的需求量越來(lái)越大。在焦?fàn)t生產(chǎn)焦碳時(shí)產(chǎn)生大量的煤氣,這些煤氣需要凈化處理,同時(shí)提取硫銨、硫磺等副產(chǎn)品。目前采用的煤氣凈化工藝主要有AS法(氮硫聯(lián)合洗滌法)和HPF法(以氨為堿源的硫氨法)。AS法投資高、操作難度大、效率高:HPF法操作簡(jiǎn)單、投資少、效率相對(duì)較低。由于煤氣中含有腐蝕性極強(qiáng)的H2s,NH3,HCN,使設(shè)備腐蝕十分嚴(yán)重。國(guó)外對(duì)主體設(shè)備均采用鈦材,而我國(guó)在20世紀(jì)80年代初僅在熄焦塔撲塵裝置上應(yīng)用鈦材;20世紀(jì)90年代初,我國(guó)石家莊焦化廠(chǎng)引進(jìn)國(guó)內(nèi)第i套AS法煤氣凈化生產(chǎn)線(xiàn),其中有鈦制脫酸塔,鈦制板式換熱器等。1992年在馬鞍山鋼鐵公司投產(chǎn)第1套國(guó)產(chǎn)化的AS法煤氣凈化工程,采用了大量的鈦制設(shè)備,有鈦制脫酸塔、鈦制蒸氨塔分縮器、蒸氨塔和揮發(fā)銨塔鈦塔盤(pán)、鈦板式換熱器、鈦閥門(mén)、鈦管道、鈦制儀表、流量計(jì)等,應(yīng)用效果非常好。之后,武漢鋼鐵公司、包頭鋼鐵公司、本溪鋼鐵公司、邯鄲鋼鐵公司、天津三煤氣廠(chǎng)、山西焦化股份有限公司等十幾家單位陸續(xù)在AS法流程設(shè)備上,應(yīng)用了大量的鈦;應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)的已達(dá)11年,無(wú)任何質(zhì)量問(wèn)題。近幾年來(lái),為了節(jié)約投資,我國(guó)自行研發(fā)出以焦?fàn)t煤氣中的氨為堿源,采用HPF新型高效復(fù)合催化劑從焦?fàn)t煤氣中脫除H2S,HCN的新工藝。這種工藝陸續(xù)在無(wú)錫焦化廠(chǎng)、邯鋼焦化廠(chǎng)、北臺(tái)焦化廠(chǎng)、太原煤氣化、安鋼、濟(jì)鋼等單位應(yīng)用。其中氨分縮器、精餾塔塔盤(pán)、氨冷凝冷卻器、熄焦撲塵裝置均采用鈦材,目前仍有20余家鋼鐵公司正在建設(shè)中?梢(jiàn),鈦制設(shè)備在焦化行業(yè)中的應(yīng)用前景是十分廣闊的。

2、鈦泡罩塔盤(pán)的研制

焦?fàn)t煤氣中含有腐蝕性極強(qiáng)的n2s,NH3,HCN,固定銨塔和揮發(fā)銨塔上部溫度高,尤其是在氣液相交界處的泡罩塔盤(pán)腐蝕更為嚴(yán)重。國(guó)外泡罩塔盤(pán)均采用玻璃鋼,其壁厚體重、能耗大易損壞、壽命短,更換頻繁。針對(duì)這種情況,選用鈦泡罩塔盤(pán),各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求,齒縫鼓泡均勻,性能先進(jìn),應(yīng)用效果好,無(wú)任何腐蝕跡象,應(yīng)用前景十分廣闊。

3、煤矸石中的鈦應(yīng)用

煤矸石的利用是變廢為寶的創(chuàng)舉。煤矸石是采煤中的廢棄物,估計(jì)全國(guó)已有數(shù)億噸之巨。我國(guó)從1972年就開(kāi)始利用煤矸石生產(chǎn)氯化鋁或硫酸鋁。在更新工藝中,不銹鋼濃縮器的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重,我國(guó)自制鈦反應(yīng)釜、攪拌器和盤(pán)管加熱器(氯化鋁用)和濃縮加熱器(硫酸鋁用)已有十年以上的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐。

3、經(jīng)濟(jì)效益分析

焦化行業(yè)應(yīng)用鈦泡罩塔盤(pán)、鈦制脫酸塔、鈦制氨塔分縮器、鈦板式換熱器等系列鈦制設(shè)備,減少了設(shè)備的腐蝕,提高了設(shè)備的使用壽命,減少了開(kāi)停車(chē)次數(shù)及維修人力物力消耗,具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 焦化行業(yè)采用鈦材設(shè)備可行、合理,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值,前景十分廣闊。

八、造紙和紡織工業(yè)

鈦對(duì)二氧化氯、亞氯酸、亞氯酸鹽等漂白劑具有特殊的抗腐蝕性能。因此,鈦在紡織印染工業(yè)、造紙工業(yè)的漂白設(shè)備中有著重要的應(yīng)用。例如,鈦材制造的亞漂機(jī)使用效果很好。其它例如攪拌器、漂白塔、加熱鍋、反應(yīng)塔配管等。

紡織工業(yè)中有合成纖維等工業(yè)中用作噴絲頭以及連續(xù)漂白機(jī)、蒸餾塔、反應(yīng)槽、冷凝器、熱交換管、離心分離機(jī)、噴絲頭、閥、泵。

鈦在我國(guó)作為耐蝕金屬的應(yīng)用已有30年的歷史.取得了顯著成果。國(guó)家對(duì)鈦材的應(yīng)用和推廣高度重視,通過(guò)近期研究應(yīng)用成果可以預(yù)測(cè),鈦及鈦合金將來(lái)在防腐蝕領(lǐng)域一定會(huì)具有更廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。


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