發(fā)布日期：2022-3-2 6:22:47
鈦管主要分為無(wú)縫鈦管和焊接鈦管。在無(wú)縫鈦管的生產(chǎn)方面，近年來(lái)，由于軋機(jī)本體及自動(dòng)化水平的提高，使無(wú)縫鈦管規(guī)格進(jìn)一步擴(kuò)大，尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)進(jìn)一步提高，從而生產(chǎn)出更多的特色產(chǎn)品，以滿足不同行業(yè)的需求。同時(shí)，目前鈦產(chǎn)業(yè)集中度不高，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)以現(xiàn)有設(shè)備為基礎(chǔ)，逐步進(jìn)行設(shè)備改造升級(jí)，積極尋求合作，通過(guò)與大型冶金設(shè)備廠家合作，利用大型化設(shè)備拓展產(chǎn)品規(guī)格范圍，開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量。在鈦焊管方面，隨著鈦帶生產(chǎn)線的建立，鈦帶生產(chǎn)工藝的完善，帶材產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，使得鈦焊管本身生產(chǎn)成本降低，價(jià)格穩(wěn)定。隨著鈦管焊接質(zhì)量的提高，將進(jìn)一步擴(kuò)大鈦焊管的市場(chǎng)占有率，并逐漸替代鈦無(wú)縫管的使用。
1、鈦合金常見焊接方法
1.1熔化極氬弧焊
熔化極氬弧焊（MIG焊）采用氬氣作為保護(hù)氣體，使用焊絲作為熔化電極，其特點(diǎn)是熔敷速度較高，焊接變形小，適用于中厚度鈦材的焊接，并且采用直流反接的方法。雖然MIG焊有生產(chǎn)效率高、焊接變形小的特點(diǎn)，但在焊接過(guò)程中，熔滴以細(xì)顆粒的形式過(guò)渡，填充金屬容易受到雜質(zhì)污染，飛濺問(wèn)題相對(duì)嚴(yán)重，影響焊縫成形和氣體保護(hù)效果，焊縫成形不如鎢極氬弧焊。
1.2激光焊
激光焊接是利用激光能量密度高，電磁能相干性好、單色性強(qiáng)、方向性好的特點(diǎn)進(jìn)行焊接的方法。激光焊將強(qiáng)大的光源聚焦在一個(gè)很小的區(qū)域，使該區(qū)域內(nèi)的金屬熔化，實(shí)現(xiàn)材料間的連接。為了避免氧、氫、氮等雜質(zhì)元素的影響，在激光焊接過(guò)程中需要使用氬氣進(jìn)行保護(hù)。采用激光焊焊接鈦得到的熱影響區(qū)小，焊件變形小，焊接準(zhǔn)確；焊接時(shí)可通過(guò)玻璃窗進(jìn)行焊接，不需與焊接區(qū)直接接觸，不受磁場(chǎng)的影響，焊接時(shí)不需要焊料，焊接時(shí)間短；國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)TC4等鈦合金的激光焊進(jìn)行了研究，證明了激光焊是一種焊接鈦合金的有效方法。
1.3電阻焊
鈦的電阻率大，導(dǎo)熱性小，較易進(jìn)行電阻焊。電阻焊利用電流通過(guò)焊接接觸面間的電阻產(chǎn)生熱量，同時(shí)對(duì)焊接處加壓進(jìn)行焊接，利用電阻電焊焊接鈦板時(shí)不需要進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，這是因?yàn)楹盖按该嬉呀?jīng)在壓力下緊密接觸，不易受大氣污染。采用閃光焊的方法可以焊接管類鈦材。但是，電阻焊的焊接接頭抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度要明顯低于鎢極氬弧焊、電子束焊等方法得到的焊接接頭，此外電阻焊設(shè)備成本較高也限制了電阻焊的應(yīng)用。
2、無(wú)縫鈦管的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品特點(diǎn)分析
目前市場(chǎng)上生產(chǎn)的鈦無(wú)縫管普遍采用冷軋真空退火工藝，從鈦鑄錠經(jīng)過(guò)鍛造棒坯，制作成管坯，管坯經(jīng)過(guò)多道次軋制及退火工藝，最終成型為無(wú)縫鈦管。在管坯的制作上，主要分為兩種制作工藝，一種方式是鉆孔擠壓生產(chǎn)管坯。該方式鈦金屬消耗大，管坯壁厚均勻，選用合適的玻璃潤(rùn)滑劑成為擠壓中的關(guān)鍵，且需要較大噸位的擠壓機(jī)，設(shè)備投入較大；另一種方式是鋼管生產(chǎn)中普遍采用的斜軋穿孔。該方式鈦金屬消耗小，管坯厚度公差稍大，穿孔過(guò)程中有時(shí)出現(xiàn)穿不透的現(xiàn)象，頂頭被卡在坯料中，這是目前生產(chǎn)技術(shù)方面值得研究的技術(shù)難題。雖然鈦合金無(wú)縫管的加工技術(shù)比較成熟，但是由于現(xiàn)有設(shè)備限制，目前鈦管材主要還是以低強(qiáng)度、低合金化的純鈦、鈦鉬鎳等中低強(qiáng)度鈦管材為主材，加工工藝仍以冷軋為主。而中高強(qiáng)度鈦合金管材的生產(chǎn)，諸如Ti-6Al-4V管材，則需要采用溫軋技術(shù)，即在軋管機(jī)上增加感應(yīng)加熱裝置，對(duì)鈦管進(jìn)行進(jìn)一步加熱，然后進(jìn)行軋制。
3、焊接鈦管的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品特點(diǎn)分析
鈦焊管作為一種相對(duì)獨(dú)特的鈦管產(chǎn)品，其生產(chǎn)工藝是由冷軋鈦卷支撐管形后，采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊焊合而成。由于鈦材具有優(yōu)異的耐海水腐蝕性能，鈦焊管自產(chǎn)品投入市場(chǎng)后就逐漸替代不銹鋼和銅合金管成為冷凝器和熱交換器的首選材料，也因此廣泛用于濱海電站、海水淡化、海域石油等需要海水作為冷卻介質(zhì)的冷凝器和熱交換器。相較于鈦無(wú)縫管，鈦焊管可以用于制造壁厚更薄的管件，壁厚最小值可以達(dá)到0.3 ～ 0.5mm，而鈦無(wú)縫管的最小壁厚為0.9mm左右；同時(shí)鈦焊管的生產(chǎn)原材料利用率高，生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟(jì)效益好。同時(shí)，由于鈦焊管具有長(zhǎng)度長(zhǎng)，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，石化等行業(yè)對(duì)厚壁鈦焊管有很大的需求，而國(guó)內(nèi)目前對(duì)厚壁鈦焊管的開發(fā)取得一定突破，但厚壁鈦焊管的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)還不成熟，這將是鈦焊管的下一個(gè)發(fā)展方向。
鈦焊管隨著鈦帶的穩(wěn)定供貨，成本進(jìn)一步下降，競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。在鈦帶原料供應(yīng)局勢(shì)迅速改變和中國(guó)核電建設(shè)規(guī)劃預(yù)期的刺激下，自2008年起中國(guó)大陸掀起了一股強(qiáng)勁的鈦焊管生產(chǎn)線投資熱潮。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有50余條生產(chǎn)線陸續(xù)建成，產(chǎn)能超過(guò)12000噸。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2010年我國(guó)進(jìn)口鈦焊管3032噸，但是隨著金融危機(jī)的爆發(fā)以及福島電站核事故的發(fā)生，焊管市場(chǎng)一下進(jìn)入了寒冬。
2011年我國(guó)進(jìn)口焊管只有2300噸。目前國(guó)內(nèi)鈦焊管質(zhì)量方面還有待提高，市場(chǎng)前景廣闊�？梢灶A(yù)見的是，鈦焊管成本方面的優(yōu)勢(shì)，將促使未來(lái)鈦焊管部分替代鈦無(wú)縫管。
4、施工過(guò)程中的鈦管焊接工藝及檢測(cè)
在施工過(guò)程中實(shí)施鈦管的焊接工藝，應(yīng)著重把握兩點(diǎn)，及焊工的技術(shù)水平和焊縫的無(wú)損檢測(cè)，必須嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定來(lái)執(zhí)行。在開展鈦管焊接環(huán)節(jié)時(shí)，一定要先做好施工準(zhǔn)備工作，包括焊接件的清理和母材的選取等，根據(jù)施工具體情況來(lái)選擇合適的焊接技術(shù)，準(zhǔn)備好所需要的施工材料和設(shè)備，以確保施工材料質(zhì)檢合格，保證施工設(shè)備正常運(yùn)行。
在完成焊接工作后，要按照鈦管焊接檢驗(yàn)規(guī)范中的要求來(lái)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，在鈦管焊接之后，還需要對(duì)其外觀進(jìn)行檢查，觀察焊縫外觀出現(xiàn)咬邊、氣孔等現(xiàn)象，要判斷是否存在裂縫和夾渣等缺陷，以確保鈦管焊接焊縫的質(zhì)量。其次，鈦管焊接的焊縫應(yīng)當(dāng)保持1.5毫米之內(nèi)的平滑度。在檢查鈦管的著色時(shí)，通常檢查其外表面和兩側(cè)的母材，看是否存在氣孔、裂縫等。另外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)焊接后的鈦管進(jìn)行放射線檢查，按照相應(yīng)的射線檢查方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分其等級(jí)。之后，要做好耐壓性和氣密性試驗(yàn)，以保障鈦管焊接的成功率。總而言之，加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程中鈦管焊接工藝的研究，以及對(duì)焊縫的無(wú)損檢測(cè)，將對(duì)焊接鈦管的質(zhì)量控制以及鈦焊管的推廣起到積極的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]黃魁元.鈦及鈦合金在酸性介質(zhì)中的腐蝕及緩蝕劑[J].石油與天然氣化工，1996，（01）：47 ～ 51.
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