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关 键 词:天津钛合金管
行 业:钢铁 炼钢炉料 不锈钢
发布时间:2021-10-31
管道腐蚀是现在工业发展中一个相当严重的破坏因素。据有关媒体报道,每年因腐蚀造成的钢材损失大于万吨,钛管道输送易燃、易爆、有损害、腐蚀性介质,具有危险因素。因此,对钛合金管件的要求越高。
钛的主要物理性能为: 密度4.5g/cm3, 熔点1688℃,比热容522J/(kgK),热导率16J/(msK)。钛有两种结构:882℃以下为密排六方晶格结构,称为α钛;882℃以上为体心立方晶格结构,称为β钛。
钛的化学性质活泼,对氧有高的亲和力。在有氧环境中钛表面易生成致密而附着力强、惰性大的氧化膜,即使氧化膜受到机械破坏,只要在氧化性介质中,其自愈性强,又可再生成氧化膜,这是钛在许多酸、碱及介质中耐腐蚀性优异的原因。钛在高温下与氧、氮、氢反应速度较快,从250℃开始吸氢,300℃以上快速吸氢;从400℃开始吸氧,600℃以上快速吸氧;从600℃开始吸氮,700℃以上快速吸氮。
钛及其合金在高温下对氧、氮、氢和碳等具有大的亲和力,液态的熔池和熔滴金属如得不到有效保护,则更容易受到空气等杂质的玷污,脆化程度更严重,给焊接带来困难。同时,钛合金导热性差,电阻系数大,焊接时产生的热量多,热容大,不容易散失,熔化焊时需要用惰性气体或在真空状态进行保护。
钛合金管是利用钛合金制作的管子,钛合金按组织可分三类。(1钛中加入铝和锡元素。2钛中加入铝铬钼钒等合金元素。3钛中加入铝和钒等元素。)它们具有较高的力学性能、优良的冲压性能,并可进行各种形式的焊接,焊接接头强度可达基体金属强度的90%,且切削加工性能良好。钛管对氯化物、硫化物和氨具有较高的耐蚀性能。
钛在海水中的耐蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金还高。钛耐水冲击性能也较强。
钛材管道焊接的缺陷分析
1.1 气体等杂质污染倾向分析
常温下工业纯钛比较稳定,与氧生成致密的氧化膜具有高的耐腐性能。但在高温下其化学活性急剧,具有强的吸收空气中氧、氢、氮等杂质的能力,降低焊接接头的塑性和韧性。在熔化状态下尤其严重。因此,焊接时对温度**过250度的焊缝和热影响金属(包括熔池背面)都要加以妥善保护。
1.2 粗晶倾向分析
由于工业纯钛的熔点高、导热性差,导热系数低,热容量小,电阻系数大,在焊接过程中,液态熔池金属具有尺寸大、高温停留时间长和冷却速度慢等特点。这种情况容易使焊接接头产生过热组织,晶粒变得粗大,脆化倾向明显。
1.3 焊接裂纹倾向分析
由于纯钛中硫、磷、碳等杂质很少,低熔点共晶难在晶界出现,而且结晶温度区窄和焊缝凝固时收缩量小等,所以很少会产生热裂纹。焊接纯钛时易受到氧、氢、氮等杂质污染,当这些杂质含量较高时,焊缝和热影响性能变脆,在焊接应力作用下易产生冷裂纹。其中氢是产生冷裂纹的主要原因。氢从高温熔池向较低温度的热影响区扩散,当该区氢富集到一定程度将从固溶体中析出TiH。使之脆化;随着TiH。析出将产生较大的体积变化而引起较大的内应力。这些因素,促使冷裂纹的生成,而且具有延迟性质。