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(jīng)濟上都具有很大的優(yōu)越性。從經(jīng)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(jù)凝汽器的使用時間為40年,鋁黃管年平均漏液量為40年。鈦復合管廠家生產(chǎn)的鈦管應用于發(fā)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(xiàn)的微咸水中,情況更加嚴重。傳統(tǒng)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(yōu)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(chǎn)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(fā)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,鈦復合管廠家必須確定適當?shù)母舭彘g隔的舊單元改造時,必須檢查原來的隔板間隔是否適用。
挑選合適的火焰和消耗品,與其他焊接技術相比,GTAW可以更好地控制焊接工的熱輸入和熔池。具有高頻電弧啟動、遠程電流控制功能、后流定時器和至少250安培輸出gtaw逆變器將是一種優(yōu)良的焊接鈦。鈦復合管廠家始終將機器的極性設置為直流電極負極(DCEN)。與直流電極正極(DCEP)相比,DCEN具有更深的穿透性。使變頻器與空氣或水冷火炬相匹配。如果您的焊接溫度低于150安培,其成本低于水冷切割火炬,風冷切割火炬可以提供良好的性能。另一方面,水冷式火炬小,操作簡單,鈦復合管廠家可以在更長的時間內以更高的安培數(shù)進行焊接,鈦上的大部分焊接短,產(chǎn)生在150安培以下的輸出水平。使用2%的金屬鎢電極接地,與焊接電流一致,如下所示,高達90安培:1/16英寸或更小,90-200安培:3/32英寸,超過200安培:1/8英寸,氣體透鏡分布均勻,保護氣體,焊接池上形成平滑的氣流。
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。在準備預焊程序時,應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,鈦復合管廠家評定焊接工藝試驗時按預焊接工藝規(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果可知焊接工藝評定試驗結果合格。(2)切片腐蝕試驗,為了檢驗焊接接頭的耐蝕性,鈦復合管廠家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。
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,鈦復合管廠家將進行拉伸試驗。制造商將通過對成形的鈦管進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)設備彎曲。心軸彎管機是小半徑彎曲的優(yōu)先事項。鈦復合管廠家為了較大程度地減少鈦的下垂趨勢,必須對彎管設備和刮水器模具進行適當?shù)臐櫥榱双@得較好結果,彎曲過程應以低速進行。
鈦盤管的焊接,焊縫工藝評定試驗和腐蝕試驗合格后,方可施焊產(chǎn)品。依據(jù)焊接工藝評定編制焊接工藝規(guī)程,鈦復合管廠家依據(jù)焊接工藝規(guī)程的參數(shù)及要求進行盤管的焊接。由于盤管較長,拼焊時比較重,手動旋轉比較困難,所以盤管可以放在可旋轉的支撐輪上,可以旋轉焊接。同時先采用7根直鈦管一組進行組焊后一道焊接,焊接時分兩層,打底焊時管內通純氬氣進行保護(先通氬10~15min,將管內的空氣排凈才可以焊接),焊接處管外用保護罩進行保護,待焊的焊口用膠帶密封住,鈦復合管廠家將管口用膠帶密封并插入氬氣管通氬氣,最后一個管口膠帶密封,并打幾個小孔,以便排除空氣和氬氣。所有焊接口焊接底部焊接后進行蓋面焊接,蓋面焊接時保護管內的水,注意水必須填充管內,防止管內留有空氣,管外用保護罩通過氬氣。焊接時,鈦管的溫度必須隨時控制在200℃以下。
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,鈦復合管廠家應控制碳、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,鈦復合管廠家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(fā)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%。