世界上主要有八個鈦生產國,按美國、俄羅斯、日本、中國、英國、法國、德國、意大利排名。近年來,受包括中國、日本在內的亞洲各國經濟增長的拉動,特別是以中國為核心的石化、軍工等行業用鈦量的快速增長,世界鈦材的需求量迅速增加。每年以兩位數的幅度增長。美國是世界上鈦需求量較大的國家。也是生產大國,2012年產量超過3.5萬噸;俄羅斯鈦材產量居全球第2位,2012年產量在3.0萬t左右;中國高壓鈦管批發2012年生產鈦材約2.8萬t,且2013年有望突破3.0萬t;日本2012年的產量也達到了1.9萬t左右;歐洲近兩年鈦材的產量變化不大。但是,與發達國家在鈦材料深加工和應用方面的優勢相比,國內鈦材料的發展相對廣泛,大部分仍停留在原材料或粗品的加工上。高壓鈦管批發生產的少量技術含量高的成品主要用于軍工產品,由于成本等原因無法廣泛推廣到民用領域。在國外,如英國IMI公司研制的M1834合金、美國Timet公司研制的Ti-1100鈦合金等鈦合金系列均己成為先進航空發動機上的主要材料。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,由于室溫塑性和高溫抗氧化性能較好,已陸續應用于汽車排氣系統。
鈦盤管鈦金屬對許多介質優于鋼材,耐腐蝕性、耐熱強度、低溫韌性和斷裂韌性也優于鋼材。鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁而低于鋼、銅、鎳,比強度位于金屬之首。(注:比強度、比強度與密度),高壓鈦管批發主要用于各種容器的加熱和冷卻。一、鈦盤管的分類:鈦線圈、鈦蛇線圈、鈦雙線圈、鈦管、鈦管換熱器、鈦雙線圈、u型鈦線圈、鈦u型換熱器、鈦管換熱器、懸浮鈦線圈、雙進雙出單層鈦線圈、單層鈦線圈、雙層鈦線圈、三層鈦線圈、四層鈦線圈、五層鈦線圈。二、鈦盤管的固定方式:1.可拆;2.不可拆。主要根據不同材料的介質和鈦線圈的腐蝕程度來確定高壓鈦管批發采用哪種固定方式。在總體情況下,主要拆卸方式為拆卸,方便使用日常維護、維修、清潔等。
鈦設備和鈦管在使用中容易發生間隙腐蝕,特別是寬度在0.5mm左右的間隙容易發生腐蝕。換熱器的管與鈦管板之間常發生槽腐蝕,鈦與非金屬墊片之間的接觸,此外,槽腐蝕在溫度在120℃以上的飽和鹽水中容易發生。防止裂紋腐蝕的措施有:(1)避免設備和管道上的裂紋和停滯區;高壓鈦管批發采用鈦鈀合金法蘭焊環或鈦墊片和鈦復合墊片;換熱用鈦管與鈦管板的連接采用強度膨脹和密封焊接;將飽和鹽溶液的溫度控制在70-85℃之間。鈦棒及鈦合金不能用于干氯氣中,即使溫度在0℃以下,也會發生劇烈的化學反應,生成四氯化鈦,再分解為二氯化鈦,甚至燃燒。氯中含水量在0.5%以上時,鈦可以保持可靠的穩定性。高壓鈦管批發在生產中產生大量高溫濕氯,溫度為75~90℃,需要冷卻和干燥。鈦在離子膜燒堿生產設備中的主要應用有:陽極體系陽極槽、濃鹽系統加熱器、濃鹽水泵、稀鹽水泵、脫氯塔、稀鹽水系統分配器、儀器和冷卻器;次氯酸鈉系統的冷卻器、吸收塔和分離器;氯氣處理系統的濕氯冷卻器;鹽水系統的液位計;破壞系統的換熱器;堿液循環泵、堿液系統的堿液冷卻器和上述系統的管道。
鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對鈦的溶解使鈦的脆性增強,韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強度,降低塑性,碳含量超過溶解度時,會產生硬脆的TiC,呈網狀分布,容易產生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導熱系數小,冷卻速度慢,焊接熱影響區在高溫下停留時間長,高溫極易過熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來分析。為了保證焊接接頭的性能,高壓鈦管批發應控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護是關鍵問題。同時,高壓鈦管批發應控制焊接接頭的溫度,避免過熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發生反應,因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應很高,一般純度≥99.99%。
鈦鋼板式換熱器有什么獨特的設計特點?高壓鈦管批發鈦板換熱器的設計具有以下特點:1)高效節能:其換熱系數在3000~4500kcal/m2,比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。2)結構緊湊:板式換熱器板緊密布置,與其他類型換熱器相比,板式換熱器板面積占用空間較少,同一換熱板板式換熱器板面積僅為殼式換熱器板面積的1/5。3)易清洗,拆裝方便:板式換熱器用夾緊螺栓夾緊被夾緊的板,拆裝方便,可隨時打開清洗。同時,由于板表面光滑,湍流度高,不易結垢。4)使用壽命長:板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制,可耐各種腐蝕介質,膠墊可隨意更換,并可方便拆裝檢修。5)適應性:板板換熱器板是一個獨立的部件,高壓鈦管批發可根據要求增加或減少流量,形式各異;可適用于各種不同的工藝要求。6)沒有液體錯流,板式換熱器的密封槽設有排水通道,各種介質不會相互串通,即使發生泄漏,介質也始終向外排出。
鈦盤管中鈦的10個性能:1.密度小,比強度高,鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁,低于鋼、銅、鎳。2.耐腐蝕性能,鈦是一種很活躍的金屬。其平衡電位很低,在介質中熱腐蝕傾向很高。但實際上鈦是非常穩定的,在氧化、中性、弱還原等各種介質中都具有耐腐蝕性。由于鈦與氧具有很強的密和力,在含氧空氣或含氧介質中,鈦表面形成致密、強粘連的惰性氧化膜,可防止基體腐蝕。即使是機械磨損,也可以自我恢復或恢復。結果表明,鈦是一種具有較強鈍化傾向的金屬,中溫低于315c的氧化鈦薄膜保持了這一特性。為了提高鈦的耐腐蝕性研究了鈦的氧化、電鍍、等離子噴涂、離子滲氮、離子注入和激光處理等表面處理技術。高壓鈦管批發為了滿足硫酸、鹽酸、甲胺溶液、高溫濕氯和高溫氯化物等金屬材料的使用要求,研制開發了一系列抗腐蝕鈦合金,如鈦鉬合金、鈦鈀和鈦鉬鎳合金。鈦鑄件由鈦32鉬合金制成。在經常發生縫隙腐蝕或點蝕的環境中局部使用Ti-0.3Mo-0.8Ni合金或Ti-0.2Pd合金,取得了良好的效果。3.耐熱性能好,新型鈦合金可在600℃或高溫下長期使用。4.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,其強度隨溫度的減低而上升,但塑性變化卻不大。在-196-253℃的低溫下保持良好的延展性和韌性,避免金屬的冷脆性,是低溫容器、儲罐等設備的理想材料。5.抗阻尼性能好,與鋼和銅相比,鈦在受到機械振動和電振動后具有更長的振動衰減時間。利用鈦的這一性能可作音叉、學術上的粉碎機振動元件和音響揚聲器的振動薄膜等。6.無磁性、無污質,鈦是一種非磁性金屬,在大磁場中不被磁化。無污染,與人體組織和血液相容性好,被學術界使用。7.抗拉強度與其屈服強度接近,這種性質表明,鈦金屬的屈服強度(拉伸強度/屈服強度)比很高,說明成形過程中鈦金屬的塑性變形很差。由于鈦的屈服度與彈性模量比值大,使鈦在成形過程中的回彈性變大。8.換熱性能好,雖然鈦金屬的導熱系數低于碳鋼和銅,但由于高壓鈦管批發產品的優異的耐腐蝕性,其壁厚可以大大降低,表面與蒸汽之間的傳熱是凝結的,如果在表面冷卻,就可以降低熱群。由于表面沒有結垢,鈦的傳熱性能可以明顯提高。9.彈性模量低,鈦的彈性模量在常溫時為106.4GMPa,為鋼的57%。10.吸氣性能,鈦是一種在高溫下與許多元素和化合物反應的一種。鈦吸氣主要是指與碳,氫,氮,氧在高溫下反應。