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焊接钛管替代无缝钛管的研究

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-12-30 12:36:06
密度小、比强度高、耐腐蚀、高弹性、低阻尼、无磁性和高低温性能好等特点,被誉为“太空金属”、“海洋金属”,广泛应用于航空航天、海水淡化、船舶、化工、汽车、电力等诸多国民经济和国防建设领域。由于无缝管成品率低、生产周期长,造价高,而纯钛焊管的生产工序短、生产成本低、生产效率高,大力发展薄壁焊管便成为当今管材生产的一种趋势。在日本、欧美,钛及钛合金薄壁无缝管材正在逐步为钛焊管所取代,应用于滨海电站和核电站中的冷凝器及凝汽器中,不仅提高了热交换效率,还提高了冷凝器和凝汽器机组的使用寿命,经济效益显著。
 
钛管焊接时必须保证:
(1)焊接区金属在250℃以上不受活性气体N,0,H及有害杂质元素C,Fe,Mn等的污染。
(2)不能形成粗晶组织。
(3)不能产生较大的焊接残余应力和残余变形。所以,焊接过程须按预定的施工顺序,严格按工序质量管理标准,实行全过程的质量控制.使人、机、料、法各因素均处于良好的受控状态,从而在合理的工期内,保证钛管的焊接质量。
 
钛焊管爆破压力为61.76MPa,钛焊管纵焊缝处出现一细小裂纹,管内水从焊缝处爆破冲出。无缝钛管:爆破压力为68.10MPa,管子试压装堵头连接处出现较大裂纹,管内水从管与堵头连接处爆破冲出,无缝管本身未发生破坏。钛管换热器、冷凝器、凝汽器等在使用过程中因受壳程流体诱发的振动,引起不同流体的漩涡、抖振、弹性激振及声学共振,这些振荡组合起来就形成剧烈振动,从而导致管子不断撞击折流板,产生管子被折流板边缘切割穿透、管子与管板连接处被拉裂至发生泄露等现象。因此对钛焊管和钛无缝管进行疲劳振动试验,统计在同等条件下钛焊管和钛无缝管的疲劳次数,以确定用钛焊管代替钛无缝管后是否对设备使用寿命有影响。
(1)焊接钛管的胀接性:同等胀接压力的情况下,焊接钛管的拉脱力比无缝钛管的拉脱力大2.5-3.1MPa,焊接钛管胀接后与胀接工装结合更紧密,胀接密闭性更好。
(2)焊接钛管可承受压力容器定义范围内的最高设计压力35MPa,保压3min而不发生泄漏。
(3)钛焊管和钛无缝管在频率30。
 
焊接钛管进行辊涨的原则和工艺与无钛缝管是一样的。但是焊珠的存在要求考虑附加的因素,以便确定最好的及稳定的辊涨工艺。在这些因素中,最重要的是管材的冶金质量及表面状态。例如,希望用退火状态而不是焊接状态的管子,对于管板设计的紧配合连接来说必须避免过分凸出的补径焊珠,事实证明,空气退火的头部带有拋光环的扩口管的结合强度比在光亮退火或光亮应力消除退火状态下扩涨的管子要更好些。另一方面,粗糙的管表面或管板表面可改善机械强度,但密封性差。采用精密机加工或机加工加铰管板孔的方法制造的钛管板孔表面光洁度为0.75-1.5-101,管头拋光环光洁度也达到同一水平,这样强度和密封性就能达到最佳配合。
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