通過大量實驗和應用實例證明,鈦管在電站凝汽器中的應用在技術和經濟上都具有很大的優越性。從經濟角度來看,以1983年日本1000mw凝汽器的核電機組管道(約5萬條凝汽器管)價格為例,根據凝汽器的使用時間為40年,鋁黃管年平均漏液量為40年。純鈦管廠家生產的鈦管應用于發電站應解決的三個問題:1.腐蝕問題,海水用作沿海電站冷凝器的冷卻水。由于海水中含有大量的泥沙、懸浮物、海洋生物和各種腐蝕性物質,在海水和河水交替出現的微咸水中,情況更加嚴重。傳統銅平臺金屬管的腐蝕方式有:整體腐蝕(均勻腐蝕)、沖蝕、應力腐蝕等。鈦具有優異的耐腐蝕性,鈦管凝氣器因腐蝕而消除海水泄漏事故,但耐腐蝕性好,不像銅合金管那樣表面產生含毒物質,鈦管內壁容易附著海生物,影響傳熱效果,需要相應的清洗裝置。2.吸氫問題,雖然鈦表面有致密的鈍化膜,在許多強腐蝕介質中非常耐腐蝕,但鈦與氫的親和力很高。非常容易吸氫。在常溫時就發生,高溫時(如100℃)吸氫迅速。氫在鈦中的固熔限很小(約為20ppm),超過限量就會在鈦表面上析出氫化物(TtH2)。隨著表面TiH2含量的增加,4j時鈦的沖擊值和延伸率迅速下降。此外,舊機組改造時,由于管板采用銅合金,冷凝管采用鈦,因此需要采用陰極保護裝置,防止電化學腐蝕。比如日立電廠的冷凝器是海水冷卻,鈦管和銅合金板組成熱電偶。當保護電位低于0.75V(SCE)時,出口鈦管端吸收氫氣,氫氣含量達到650ppm使用一年后;如果電位為0.5~0.75V(SCE),鈦在常溫下不會吸氫。3.震動問題,由于鈦管的耐腐蝕性好。鈦制凝固器不會因腐蝕而泄漏。但是,鈦管有可能因振動而損壞。為了避免鈦管的振動問題,在制造屏蔽鈦凝固器時,純鈦管廠家必須確定適當的隔板間隔的舊單元改造時,必須檢查原來的隔板間隔是否適用。
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;純鈦管廠家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。純鈦管廠家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。
為了防止鈦合金在超成形中氧化、氫吸收和其他微量元素的污染,需要采取技術措施使成形的鈦合金部件具有良好的性能。主要措施是涂層保護、真空加熱和惰性氣體(氬)保護。涂層保護法,清洗后,純鈦管廠家在成型毛坯表面涂上一定厚度的保護涂層,零件脫模后,用堿洗、酸洗或吹砂的方法去除涂層。涂料應具備以下主要性能:a、耐高溫,能在750—1050℃高溫下使用;b.應具有一定的潤滑作用,純鈦管廠家防止毛坯在成型過程中被擦傷;c、涂層在工作溫度下能牢固附著在坯料表面;d、加熱后易于清除;e、無有害物質,不污染環境,不妨礙人體健康。經過鑒定適于鈦管和鈦合金超塑成形使用的涂料有:Ti—2醇溶性制劑可與Ti—3石墨類潤滑劑配合使用,適于在750—1050℃下熱成形使用;KBC—12水溶性制劑,可與石墨水劑配合使用。
其他雜質對焊縫金屬性能的影響,其他雜質是指除氣體雜質外可能被納入池中的雜質。其來源可能是焊接操作環境不潔凈,焊工佩戴臟手套接觸油后留下的焊件,純鈦管廠家焊接前用棉紗擦洗接頭可能會留下棉毛、焊接生產環境和鋼焊接產生混合的銹、濕等有機物質。這些污染物在電弧高溫下分解氧、氫、氮、碳等要素,溶解在溶解的鈦中。當這些元素的數量超過鈦溶解度時,會形成二氧化鈦、氫化鈦、氮化鈦、碳化鈦等化合物。純鈦管廠家通過熔池結晶,這些化合物進入鈦的晶格內,形成變形的外區,從而改變鈦的力學性能。少量的微量元素被納入鈦中,如果不超過允許的范圍仍有可能,有時人們希望。但不允許雜質元素含量超標,尤其是有機雜質,有害無益。這是因為這些雜質元素使鈦焊縫的力學性能變差,耐蝕性降低,也是冷風氣孔的根源。