鈦盤管用于沿海電站的冷凝器。在1960年代之前使用了鋁黃銅管或B30白色黃銅管。隨著海水污染的增加,使用壽命大大縮短。鈦盤管批發(fā)生產(chǎn)的全鈦冷凝器早在1960年代就已在英國使用。1970年代,日本推出了薄壁(0.3-0.5mm)焊接鈦管冷凝器,成本大大降低。1987年之前,鈦盤管批發(fā)生產(chǎn)的鈦制冷凝器在30%的發(fā)達國家中使用。由于對核電廠安全運行和可靠性的要求較高,重點介紹了鈦冷凝器的使用。他們中的大多數(shù)使用薄壁焊接鈦管和無縫鈦管。中國從1970年代末開始測試國內(nèi)鈦管。自1983年以來,在9個電廠中使用了18個全鈦冷凝器,包括浙江臺州電廠,上海金山熱電廠和浙江鎮(zhèn)海電廠。他們共享700噸鈦管。結(jié)果令人滿意。
鈦管如何成形?鈦的形成是在室溫下完成的,這與鋼相似。鈦在室溫下的延展性低于其他結(jié)構(gòu)金屬之一。這自動導(dǎo)致降低的拉伸成形性和較大的彎曲半徑。鑒于這種特性,有時使用熱成型,尤其是在需要更激烈的彎曲(或拉伸成型時)。鈦盤管批發(fā)生產(chǎn)的鈦的彈性模量是鋼的一半,這意味著成型過程會引起明顯的反彈(制造商補償這一特性)。同樣,鑒于鈦的磨損趨勢(大于鋼的磨損趨勢),潤滑是管材成型過程的重要組成部分。成型準備,大多數(shù)情況下,鈦在成形操作前不需要采取其他措施。鈦盤管批發(fā)在收到錠子后使用它們,但這可能并不總是奏效。在注意其表面的任何標記(如鑿子)后,這些標記將通過不同的處理(噴砂、酸洗等)去除。)。此外,如果有尖邊,在實際管材成型工藝之前應(yīng)使其光滑。否則有裂邊的風(fēng)險,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
氣雜質(zhì)對金屬焊接性能的影響,鈦具有較高的化學(xué)活躍性,與空氣中的氧、氮具有極高的親和力。溫度較低時,鈦與氧相互作用,形成一層致密的氧化膜,其厚度隨溫度升高而增加,在600攝氏度以上時,鈦開始吸收氧,并將氧溶解于鈦中。當(dāng)溫度再次升高時,鈦的活性急劇增加,與氧發(fā)生劇烈反應(yīng),形成氧化鈦。鈦在300°C以上開始吸氫,在700°C以上開始吸收氮。由于鈦被氧和氮污染,鈦的強度和硬度增加,而塑性降低。氧氣比氮氣的影響更大。鈦中氫的質(zhì)量分數(shù)為0.01%~0.05%時,鈦盤管批發(fā)會使焊縫金屬的沖擊韌性急劇下降,而塑性卻下降較少。這意味著氫化物引起的脆性。氫也是焊縫中氣孔的來源。在焊接過程中,熔池就像一個小型冶金爐,熔融金屬與空氣接觸。如果鈦盤管批發(fā)不采取相應(yīng)的防護措施,熔融的金屬和空氣被隔絕,氧、氮、氫等氣體要素融入鈦中,形成脆性氧化物和氮化物,焊接金屬的塑性下降,拉伸強度上升,嚴重的情況下裂,塑性等于0。
焊接工藝評定,按NB/T47014—2011進行焊接工藝評定,焊接工藝評定所用鈦管材料為TA2,鈦管規(guī)格為φ45mm×3mm。在準備預(yù)焊程序時,應(yīng)以焊接可操作性和良好的焊接接頭性能為原則。為保證鈦盤管施焊的焊接接頭滿足使用要求,鈦盤管批發(fā)評定焊接工藝試驗時按預(yù)焊接工藝規(guī)程進行。所用氬弧焊焊機型號為WSM315,采用高頻引弧,氬氣采用純氬(99.99%Ar)。焊接工藝評定試驗結(jié)果可知焊接工藝評定試驗結(jié)果合格。(2)切片腐蝕試驗,為了檢驗焊接接頭的耐蝕性,鈦盤管批發(fā)采用氬弧焊焊接一個鈦管試件,封口時均采用通水保護,其中中間焊縫特意不進行保護,焊縫呈黃色,部分呈藍色,其余為銀白色。鈦管試件切片取樣,取30%硫酸(煮沸)侵泡24h后進行腐蝕試驗,結(jié)果表明,銀白色焊縫有輕微腐蝕,而藍色金黃色焊縫腐蝕嚴重,表明在焊接過程中,經(jīng)通水保護的焊縫同樣耐腐蝕。