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鈦的焊管和無(wú)縫管區(qū)別及可替代領(lǐng)域 可行性分析
首先鈦焊管:
生產(chǎn)效率高,焊接鈦管生產(chǎn)工序短。管材長(zhǎng)度不受限制,可以做直管。小口徑薄壁的可以做盤管。規(guī)格、品種、牌號(hào)豐富、可以批量管材生產(chǎn)。焊接鈦管在鈦管中的比例將逐漸增加,在替代無(wú)縫鈦管的領(lǐng)域方面越來(lái)越多。由于鈦板及鈦合金薄壁焊管制造難度大,屬高端產(chǎn)品。隨著國(guó)內(nèi)鈦帶生產(chǎn)技術(shù)的突破,目前已可以批量生產(chǎn)鈦焊管。特別是在小口徑薄壁鈦焊管領(lǐng)域,外徑6毫米,壁厚在0.3毫米的薄壁鈦管已經(jīng)可以批量生產(chǎn)。
鈦焊管生產(chǎn)工序?yàn)?/span>:
鈦帶卷--縱剪成型--焊接—內(nèi)整平(內(nèi)焊縫處理)--整形定徑—熱處理(在線光亮退火)—矯直—渦流、超聲檢測(cè)—?dú)饷軝z測(cè)—--定尺--成品焊管。
2 鈦焊管的綜合優(yōu)勢(shì)
在中國(guó),低強(qiáng)度、低合金化鈦無(wú)縫管的生產(chǎn)技術(shù)比較成熟,在一些需耐高壓以及結(jié)構(gòu)受力用管方面,一般采用厚壁鈦無(wú)縫管。但是,由于鈦無(wú)縫管成品率低、交貨周期長(zhǎng)等因素的影響,使得大力發(fā)展鈦焊管已經(jīng)成為鈦管行業(yè)的趨勢(shì)。與鈦無(wú)縫管相比,鈦焊管的綜合優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯,在日本、美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū),鈦焊管正逐步取代鈦軋制管。
1 鈦焊管與鈦無(wú)縫管力學(xué)性能基本一致
以換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管為例,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3625—2007,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為ASTMB338,鈦焊管與鈦無(wú)縫管在化學(xué)成分、力學(xué)性能和工藝性能等指標(biāo)方面差異不大,甚至相同。隨著鈦焊管焊接及熱處理技術(shù)的進(jìn)步,國(guó)內(nèi)薄壁鈦焊管普遍采用單槍或多槍TIG/PAW 自熔焊接,焊接后采用在線熱處理工藝,通過(guò)優(yōu)化焊接、退火工藝,使母材、焊縫、熱影響區(qū)的顯微組織基本上接近,同時(shí)消除了焊接應(yīng)力,使焊縫組織均勻化。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),鈦焊管焊縫成分與母材基本一致,焊縫力學(xué)性能、防腐蝕性能與母材無(wú)異。
2 鈦焊管的外觀及質(zhì)量?jī)?yōu)于鈦無(wú)縫管
鈦焊管采用冷軋帶卷焊接而成,壁厚均勻,同心度好,光潔度好,管內(nèi)不易結(jié)垢。尤其是薄壁鈦管,用無(wú)縫軋制工藝生產(chǎn)根本無(wú)法達(dá)到其技術(shù)要求。鈦無(wú)縫管經(jīng)過(guò)軋制或拉拔工藝,很難做到壁厚1 mm以下;而鈦焊管可以做到壁厚0.5 mm及以下,節(jié)約了大量的材料及成本。同時(shí)由于鈦焊管壁厚較薄,可獲得更高的傳熱系數(shù),取得更好的傳熱效果。
3 鈦焊管的成本和環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出
鈦無(wú)縫管生產(chǎn)工藝過(guò)程復(fù)雜,常規(guī)采用三輥或多輥軋機(jī)、拉拔機(jī)將一定規(guī)格的管坯經(jīng)多道次軋制或拉拔,最后經(jīng)過(guò)減徑減壁后生產(chǎn)出無(wú)縫管。該工藝過(guò)程生產(chǎn)效率和成材率較低。鈦無(wú)縫管從海綿鈦到管材,通過(guò)軋制或拉拔,材料浪費(fèi)較大,成材率只有50%左右,并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量生產(chǎn),生產(chǎn)周期也相對(duì)較長(zhǎng)。
而鈦焊管是通過(guò)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)線,采用壁厚均勻的鈦帶卷經(jīng)過(guò)冷彎成型、焊接、在線熱處理、定徑矯直、無(wú)損檢測(cè)和氣密性測(cè)試等工序生產(chǎn)而成。從海綿鈦到焊接管材,材料利用率通常在80%左右,如果以鈦帶卷為原材料,其材料利用率在95%以上。隨著國(guó)內(nèi)鈦工業(yè)的迅速發(fā)展以及焊接技術(shù)日趨成熟,鈦焊管的生產(chǎn)效率也將大幅度提升,質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性以及生產(chǎn)效率將會(huì)更高,可以按照客戶要求定尺切成所需長(zhǎng)度,交貨期短,材料利用率高,單位成本較無(wú)縫管將會(huì)更低。
鈦無(wú)縫管通常采用軋制或拉拔等工藝生產(chǎn)。生產(chǎn)過(guò)程中將會(huì)使用大量的軋制油、拉拔油等,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)污染嚴(yán)重。鈦管軋制、拉拔加工后,需要對(duì)管材內(nèi)外表面的油脂、污物等進(jìn)行脫脂、酸洗,酸洗過(guò)程對(duì)環(huán)境污染較大。為了保證操作人員的健康,保護(hù)環(huán)境,就必須增加防護(hù)設(shè)備及保護(hù)措施,因而也就增加了資金投入,產(chǎn)品生產(chǎn)成本也相應(yīng)提高。而鈦焊管是通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)線連續(xù)大批量生產(chǎn),質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)過(guò)程中除一定的水電氣等能源消耗外,對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有污染。
隨著對(duì)鈦焊管了解的加深,鈦焊管在石油化工行業(yè)中的使用將會(huì)得到市場(chǎng)的認(rèn)可,使用范圍會(huì)越來(lái)越廣,市場(chǎng)份額也會(huì)越來(lái)越大。雖然鈦焊管與常用流體輸送管道相比投資成本較高,但是其成本要低于鈦無(wú)縫管,且從鈦焊管的使用壽命和維護(hù)周期來(lái)分析,鈦焊管的投資成本可以在使用中得到補(bǔ)償,管道系統(tǒng)中使用鈦焊管可通過(guò)減少定期維護(hù)次數(shù),減少停產(chǎn)時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高管道壽命來(lái)降低生產(chǎn)成本。特別是近年來(lái)全球鈦行業(yè)不是很景氣,競(jìng)爭(zhēng)又非常劇烈,鈦焊管價(jià)格一直處于較低位的水平,石油化工行業(yè)內(nèi)企業(yè)選用鈦焊管前期設(shè)備投入成本更低。
雖然中國(guó)鈦焊管行業(yè)取得了快速發(fā)展,生產(chǎn)工藝及質(zhì)量水平大幅提升,鈦焊管已經(jīng)被大量應(yīng)用于電力、海水淡化、水處理設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等行業(yè),但在石油化工行業(yè),對(duì)鈦焊管的使用還在持續(xù)推廣中。
