鈦設(shè)備在化工中的應(yīng)用例子:對苯二甲酸是工業(yè)上通過對二甲苯氧化合成聚酯的原料。乙酸和溴化物無論在高溫氧化或低溫氧化條件下都存在高溫腐蝕,在135℃以上介質(zhì)中,316L不銹鋼經(jīng)幾十小時即發(fā)生點蝕。故設(shè)計規(guī)范規(guī)定在135℃以上必須使用鈦材。北京石化總廠引進(jìn)了一整套鈦設(shè)備,包括16個氧化反應(yīng)器、溶劑脫水塔、加熱器、冷凝器和再沸器。南京揚子石化公司引進(jìn)年產(chǎn)45萬噸對苯二甲酸裝置,有56臺鈦設(shè)備和大量鈦管道閥門。上海石化總廠引進(jìn)的氧化反應(yīng)釜高32m,上直徑4m,下直徑5.3m,容積為505m,設(shè)備自重達(dá)175t。鈦的使用效果非常好,推廣應(yīng)用前景廣闊。乙醛氧化為乙醛,乙醛氧化為乙酸,丙烯氧化為丙酮,除原料及產(chǎn)物有一定的腐蝕性外,主要腐蝕介質(zhì)為催化劑,其中鈦盤管廠家生產(chǎn)的不銹鋼腐蝕速度較快,鈦則具有較好的耐蝕性。早在1963年,鈦就在美國成功地應(yīng)用于乙烯氧化制乙醛。我國的乙烯氧化制乙醛裝置已于1976年投入使用,至今鈦設(shè)備的運行情況良好。在國外,有襯鈦反應(yīng)器高達(dá)9.6米,直徑3米,有換熱器,催化劑再生塔,乙醛溶液冷卻器等11個鈦設(shè)備。中國自20世紀(jì)80年代以來,上海和吉林分別引進(jìn)了國外乙烯氧化乙醛的成套設(shè)備,其中許多設(shè)備和泵閥等由鈦制成。與不銹鋼相比,它們具有明顯的優(yōu)勢,鈦盤管廠家使用效果非常令人滿意。丙烯氧化成丙酮設(shè)計,鈦設(shè)備有12臺,每年生產(chǎn)3萬噸丙酮裝置,鈦設(shè)備可達(dá)40噸。
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(wěn)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(yīng)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(chǎn)生硬脆的TiC,呈網(wǎng)狀分布,容易產(chǎn)生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導(dǎo)熱系數(shù)小,冷卻速度慢,焊接熱影響區(qū)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,鈦盤管廠家應(yīng)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(hù)是關(guān)鍵問題。同時,鈦盤管廠家應(yīng)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(fā)生反應(yīng),因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應(yīng)很高,一般純度≥99.99%。
焊前準(zhǔn)備1)焊接場地及環(huán)境,焊接環(huán)境應(yīng)清潔、無煙、無塵、獨立。施焊環(huán)境的自然條件為:風(fēng)速≥1.5m/s,相對濕度>80%,溫度<5℃,雨雪無防時不得施焊。例如,在鋼結(jié)構(gòu)車間焊接時,應(yīng)將鈦焊接區(qū)與鋼結(jié)構(gòu)區(qū)分開,鈦盤管廠家防止鐵粉、氣體等有害雜質(zhì)的污染;焊接應(yīng)遠(yuǎn)離通風(fēng)口和開啟門窗,現(xiàn)場應(yīng)鋪設(shè)橡膠墊。(2)保護(hù)罩的制作,為了使鈦在高溫區(qū)(200℃以上)完全受到氬氣的保護(hù),必須制作保護(hù)效果好、焊接操作方便的保護(hù)罩。因為保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)直接影響到焊接質(zhì)量和焊接效率,所以經(jīng)過多次結(jié)構(gòu)設(shè)計和焊接試驗,最終確定了保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)形式。另外氬的比重高于空氣,因此保護(hù)罩制作時可以考慮在保護(hù)罩上方留有操作孔。(3)坡口加工坡口應(yīng)進(jìn)行加工,例如,坡口應(yīng)使用坡口機、氣動內(nèi)磨機、氧化鋁或碳化硅砂輪拋光片等工具進(jìn)行加工。加工坡口時,請慢慢加工(或用冷卻水冷卻),鈦盤管廠家以免加工時溫度過高。切削后的坡口表面應(yīng)平整光滑,不能有裂紋、層狀、夾雜、毛刺、飛邊及氧化色等,坡口表面及兩側(cè)30mm以內(nèi)的金屬光澤為銀白色。(4)焊接前清掃焊絲、坡口表面和兩側(cè)20mm范圍內(nèi)進(jìn)行表面清掃。鈦盤管廠家可根據(jù)表面污染程度選用脫脂、機械清理或化學(xué)清洗,機械清理時允許使用不銹鋼絲刷。焊接前應(yīng)用丙酮或無水乙醇等溶劑清洗槽和焊絲,清洗后不要觸摸手,及時在4小時內(nèi)焊接,過期焊接應(yīng)再次清洗。清潔焊絲不得隨意扔到地上,鈦盤管廠家應(yīng)放置在清潔焊絲管內(nèi),以防再次污染。
鈦材質(zhì)的性能,因為鈦合金在物理、化學(xué)、力學(xué)、耐腐蝕等方面都是優(yōu)良的。和工藝性能,鈦盤管廠家在結(jié)構(gòu)設(shè)計中不可能盲目套用常用黑色金屬和其他有色金屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)。鈦和鈦合金的力學(xué)性能與鋼不同,鈦材屈強比高,塑性變性范圍狹窄,冷沖壓和冷彎事件反彈大,鈦制設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,同時良好的結(jié)構(gòu)也容易清洗焊接頭附近的表面,用氣體保護(hù)焊接。鈦可以焊接錯誤的金屬、鎳、負(fù)荷、鉛金屬,焊后不會產(chǎn)生脆性,這也是由于這些金屬在鈦中的溶解性。但是鈦和鋼等金屬的互熔特性較差,鈦等金屬不能直接焊接。連接只能通過粘接、焊接、爆炸焊接和螺栓連接鈦的沖擊韌性和斷裂韌性較差,鈦盤管廠家在設(shè)計中應(yīng)保持結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和焊接接頭的光滑性,避免應(yīng)力集中;鈦的塑性變形范圍窄,存在明顯的加工硬化現(xiàn)象。因此,鈦件的彎曲和翻邊通常采用較大的彎曲半徑和較小的管膨脹率。純鈦在氯化物溶液中易產(chǎn)生裂縫腐蝕,但裂縫腐蝕與溫度、氯濃度、ph值和裂縫大小密切相關(guān)。
鈦設(shè)備在離子膜燒堿行業(yè)中應(yīng)用有哪些優(yōu)勢?由于鈦具有優(yōu)異的耐腐蝕性,鈦設(shè)備在離子膜燒堿行業(yè)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢:一是延長了設(shè)備的使用壽命,減少了設(shè)備和管道的維護(hù)次數(shù),鈦盤管廠家也從根本上解決了跑、冒、滴、漏問題,節(jié)約了能源,增加了有效生產(chǎn)時間。其次,使用鈦設(shè)備和鈦管,可以降低設(shè)備和管道材料的成本,降低鈦盤管廠家的生產(chǎn)成本。使用鈦材料,雖然一次性投資大,但從綜合角度來看,從長遠(yuǎn)來看是經(jīng)濟(jì)的。鈦材的實際投資是不銹鋼的2倍左右,鈦制品的壽命長,設(shè)備和配管的更新費用和頻繁的修理費用減少,實際上節(jié)約了費用,成本降低了。使用1t鈦材料可以獲得每年10萬元人民幣的經(jīng)濟(jì)效益。
鈦管成型的類型有哪些?成型類型,鈦管可以通過冷、熱成型兩種方成型。冷成型,考慮到金屬的伸長率,鈦管在低速和室溫下形成。因此,鈦盤管廠家將進(jìn)行拉伸試驗。制造商將通過對成形的鈦管進(jìn)行熱定形來消除回彈。熱成型,眾所周知,鈦的延展性(包括彎曲性和拉伸成形性)隨著溫度的上升而增加。因此,通常在高溫下制作鈦管。隨著溫度的提高,鈦管的成型操作變得更加簡單。使用這種方法,實際上在形成5級鈦(Gr5TC4)時就消除了回彈。鈦管彎曲,鈦管使用常規(guī)設(shè)備彎曲。心軸彎管機是小半徑彎曲的優(yōu)先事項。鈦盤管廠家為了較大程度地減少鈦的下垂趨勢,必須對彎管設(shè)備和刮水器模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐櫥榱双@得較好結(jié)果,彎曲過程應(yīng)以低速進(jìn)行。