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宝鸡守善管件关于“我国大口径钛及钛合金直缝焊管的发展和使用”研究论文正式于中国钛工业2015论文集和中国有色金属报发表

时间:2015-06-17





我国大口径钛及钛合金直缝焊管的发展和使用

 

李晓瑜

 

(宝鸡市守善管件有限公司,宝鸡市 721013


    本文对我国大口径钛及钛合金直缝焊管的发展历程、使用情况、生产技术及产品标准进行了详尽的介绍和评述,对其未来的发展趋势进行了预测。文中介绍了宝鸡市守善管件有限公司的一种单支6米长大口径钛及钛合金直缝焊管的生产工艺,使用这种工艺生产出的大口径钛焊管在保证壁厚均匀的同时,也减少了管道安装中的拼接环焊缝,它填补了大口径单支6米长钛及钛合金直缝焊管生产上的国内空白。文中指出目前为止大口径钛及钛合金焊管的产品标准尚未制订和发布,对大口径钛及钛合金焊管产业的发展有着一定的影响。

关键词  钛管;钛焊管;钛管道;钛焊管标准


引言

随着我国工业技术发展及新技术的引进,管道的腐蚀问题是影响现代工业发展的一个极为严重的破坏因素,工矿化工等企业的管道腐蚀所引起跑、冒、滴、漏除影响着正常生产外,还降低了产品质量、污染环境、浪费能源及提高了安全隐患出现的几率,上述问题的长期存在严重阻碍了我国工业化发展进度。所以一种具备耐腐蚀、高强度、耐磨损、低成本、低污染及便于维护等特点的管道的出现势在必行。

    钛及钛合金直缝焊管(以下简称“钛焊管”)由于具有强度高、重量轻,良好的热传递性和耐腐蚀性能,作为钢及不锈钢管道的替代产品应运而生,而大口径钛焊管也因其优良的特性在工业输送管道中的使用得到市场的广泛认可。虽然大口径钛焊管与常用流体输送管道相比投资成本较高,但是从大口径钛焊管的使用寿命和维护周期来分析,钛焊管的投资成本可以在使用中得到补偿,管道系统中使用钛焊管可通过减少定期维护次数,减少停产时间、提高产品质量,提高管道寿命来降低生产成本。

时至今日,钛材已被广泛使用在化工、石油、石化、真空制盐、制药、海水淡化、电力等工业中。尤其是钛能较好地抵抗氯离子的侵蚀,所以,钛材使用在与氯相关的介质中较多,如离子膜法烧碱生产中已大量使用钛材制造设备、管道和管配件等。还有甲酸、醋酸、环氧丙烷等化工项目中均采用钛管道输送介质,以解决管道腐蚀问题,延长管道使用寿命[1]。而在钛管道中,大口径钛焊管的化学成分、力学性能和工艺性能等与钛无缝管相似,有时候甚至优于钛无缝管[2],然而大口径钛焊管在实际应用中却有着钛无缝管所没有的优势:大口径钛焊管可实现大口径及超大口径流量的输送,此外大口径钛焊管的经济性和适用性更易得到推广和使用,还有大口径钛焊管的环保性符合国家十二五规划中的发展要求,在使用中对环境的影响几乎不计。

大口径钛焊管作为一种相对独特的钛管产品形式,是把钛板或钛卷带进行轧制成管形后采用钨极惰性气体保护焊将缝隙焊合而成的一种产品。由于其优异的耐腐蚀性能和较大的比强度,自开发出来后就引起了工业领域的广泛关注和使用。现在小口径钛焊管(公称尺寸DN100及以下)已用在各类冷凝器和热交换器中逐渐替代钛无缝管作为换热管的首选材料,而大口径钛焊管(公称尺寸DN100以上)也被广泛用作化工、石油、石化、制盐、制药和海洋工程等行业的工业管道。

20世纪初期,随着工业输送管道因腐蚀所引起跑、冒、滴、漏等问题的出现,工业管道系统中对耐腐蚀的大口径钛焊管的需求日益增大。一些钛设备制造厂家采用滚轧法生产制造短型大口径钛焊管,单支长度多为1米至3米, 但因生产技术的不成熟,存在着生产量小、生产率低下、产品质量不稳定及不利于安装等问题,未在市场上广泛使用。

200912月由宝钛集团参股的南京宝色股份有限公司成功制造出符合工业压力管道要求的大口径钛焊管,并成功取得国家质检总局颁发的特种设备(有色金属管道)制造许可证,代表着大口径钛焊管在工业压力管道领域中的正式使用。

201310月宝鸡市守善管件有限公司采用模压法成功制造出单支6米长大口径钛焊管,产品符合国家标准和美标ASTM B862标准的要求,且其生产技术已经申报国家发明专利,并在20141月取得国家质检总局颁发的特种设备(有色金属管道和有色金属管件)制造许可证。该技术是一种6米长大口径钛及钛合金直缝管的生产技术,改变了传统工艺中的环焊缝拼接焊接的方法,使用等离子弧自动焊直缝焊接技术(PAW),达到节省人力物力,且生产的大口径钛焊管具有直线度小,圆度优良,焊缝表面美观,焊缝承压能力增强等优点,从而使得大口径钛焊管更广泛地被市场认可和接受。

宝鸡市守善管件有限公司201311月成功生产出单支6米长的大口径钛焊管,填补了大口径单支6米长钛及钛合金直缝焊管生产上的国内空白,且已申报国家发明专利。

其生产工艺按照如下步骤实施:(1)下料:测量钛管道展开平面的尺寸,用自动切割机进行下料,原材料为宽幅钛板或卷带;(2)压制:在下模具上,用经过专用的折弯设备从钛板两侧进行压制,两边均压制成圆弧形;(3)合口:采用订制的专用双柱油压机,侧压柱使焊口合拢,上压柱是焊口对平,底部设置输送带使焊管向前推进;(4)点焊:在合口操作进行的同时,利用专门定制的油压机,在输送带输送管道过程中进行点焊;(5)焊接:采用先进的等离子焊接设备进行焊接,焊管焊接板厚度可达14mm18mm,无需开坡口,一次熔透,且焊缝背面成型美观,焊缝x射线拍片合格率高达98%;(6)整形:采用专用油压机及配套校形模具对焊管进行校圆及校直;(7)无损检测:按要求对焊缝进行X射线检测和着色检测,确保焊缝质量。