1薄壁焊接鈦管的需求情況
鈦有很顯著的特點(diǎn)，即它的耐蝕性能好。因?yàn)樗谝恍┭趸越橘|(zhì)中，在其表面上能生成一層致密的氧化膜，這層氧化膜能保護(hù)鈦基體不再受介質(zhì)的腐蝕作用。在化學(xué)工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)、造紙業(yè)、冶金工業(yè)、海水淡化和熱能工業(yè)等領(lǐng)域都離不開(kāi)使用換熱器和反應(yīng)器。鈦管，特別是薄壁焊接鈦管是用于制造換熱器的最佳選擇材質(zhì)。其最大用途還在熱能工業(yè)上。
熱電站、核電站多建于沿海地區(qū)的原因是可以利用豐富的海水作為凝汽器的冷卻水源。海水不僅經(jīng)濟(jì)，而且能緩解全球缺乏淡水的難題。例如，一臺(tái)2x105kW的發(fā)電機(jī)組，冷卻水用量為2.7x104~2.9x104m3/h,可以想象一座上百萬(wàn)千瓦的熱電站的用水量可達(dá)1.5x105m3/h以上。不過(guò)從另一方面講，海水固然可以利用，但海水的腐蝕性比較強(qiáng)，特別是被污染的海水、咸淡交替的人海的河口水。另外，鹽湖水、苦咸水以及海洋生物等的腐蝕性更強(qiáng)。應(yīng)用傳統(tǒng)的銅基合金冷凝管已經(jīng)不可能了。在上述的水質(zhì)中，鈦管顯示出耐蝕性無(wú)比的優(yōu)越性，鈦管比B10、B30、Ha 1772A等冷凝管的耐蝕性高40~50倍。
20世紀(jì)70年代前，有個(gè)別經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家已采用無(wú)縫鈦管作為凝汽器換熱管興建了熱電站。因?yàn)闊o(wú)縫鈦管價(jià)格太貴，沒(méi)有更多國(guó)家追隨采用無(wú)縫鈦管制作熱電站的凝汽器。到70年代末，焊接鈦管問(wèn)世，鈦管的價(jià)格一下就降低了25%左右。這樣一來(lái)，激發(fā)了更多的國(guó)家大力發(fā)展沿海熱電站和核電站的動(dòng)力，前后有十幾個(gè)國(guó)家相繼興建了15座核電站（約1.190x107kW),70座熱電站（約3.155x107kW).
到80年代初，世界大多數(shù)有海岸線的國(guó)家都著手興建沿海熱電和核電站。所以薄壁焊接鈦管的用量猛增，然而能生產(chǎn)薄壁焊接鈦管的國(guó)家并不多，最大的焊接鈦管供應(yīng)國(guó)有日本和美國(guó)。據(jù)電站設(shè)計(jì)部門提供的資料，可以粗略估算出薄壁焊接鈦管的年需求量。一臺(tái)6x105kW的發(fā)電機(jī)組，其凝汽器的換熱面積為2.8x104㎡.若采用規(guī)格為φ31.75mmx1909mm(長(zhǎng)度）x0.5mm（壁厚）的薄壁焊接鈦管作為排水管，利用管的總數(shù)為14794根，總長(zhǎng)度約為281km,其質(zhì)量約為62t.按常規(guī)，一座熱電站或核電站其總裝機(jī)容量都在百萬(wàn)千瓦以上。就經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源建設(shè)而言，所要建設(shè)的熱電站和核電站的數(shù)量將不斷增加，因此薄壁焊接鈦管的用量將是驚人的。
2 我國(guó)薄壁焊接鈦管的技術(shù)現(xiàn)狀
我國(guó)在“六五”國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中曾列有開(kāi)發(fā)薄壁焊接鈦管的課題，并于1985年攻克了薄壁焊接鈦管的生產(chǎn)技術(shù)和工藝難關(guān)，同時(shí)建成一條生產(chǎn)線，沒(méi)能投入批量生產(chǎn)的原因是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)鈦帶跟不上供應(yīng)，跟不上與焊接工藝同步發(fā)展的步伐。至今新建的熱電站和核電站所需的薄壁焊接鈦管仍靠進(jìn)口。不過(guò)我國(guó)將于2010年后在華東地區(qū)建成一整套鈦帶生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)依靠國(guó)產(chǎn)鈦帶生產(chǎn)薄壁焊接鈦管的理想已是指日可待了。

3薄壁焊接鈦管生產(chǎn)
在專業(yè)化焊接機(jī)系列上用鈦帶焊制管材，這是大批量生產(chǎn)鈦及鈦合金管材最有前途的工藝。薄壁焊接鈦管工藝流程如圖4-10所示。

具體流程為：
（1)鈦帶準(zhǔn)備。鈦帶對(duì)焊接鈦管而言是外材料。為保證薄壁焊接鈦管的質(zhì)量，首先要對(duì)鈦帶的質(zhì)量嚴(yán)格控制。鈦帶的化學(xué)成分、力學(xué)性能必須符合GB/T 3620.1-2007、GB/T3620.2-2007和GB/T 3622-1999的規(guī)定，厚度公差不大于0.04mm,不平度小
于4mm/m,鈦帶退火后的晶粒度應(yīng)在0.03~0.065mm之間，鈦帶厚度規(guī)格一般有0.5mm、0.6mm、0.7mm,這是因?yàn)槟髋殴艿奈恢貌煌?，插入凝汽器花板上的鈦管壁厚也不同。鈦帶的寬度?yīng)在1000mm以上，從而才能使鈦帶破條的成材率提高，從而減低焊接鈦管的生產(chǎn)成本。
（2)鈦帶破條。它是鈦帶通過(guò)圓盤(pán)剪將其按一定寬度要求分剪成若干條鈦條，然后脫脂清理和清除鈦條兩邊的毛刺，再成卷。鈦條寬度根據(jù)焊接鈦管的規(guī)格而定，依照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出。以ф25.4mm焊接鈦管為例，鈦帶寬度為：
B=π(D-8)+hs+djD
式中 D-焊接鈦管的公稱外徑尺寸，mm;δ-焊接鈦管的壁厚，mm;h.-焊后收縮系數(shù)；d;直徑系數(shù)。根據(jù)計(jì)算，Φ25.4mm焊接鈦管的破條寬度B=78.45mm.
（3)鈦條與鈦條焊接連接。鈦條的長(zhǎng)度有限，在焊接鈦管連續(xù)生產(chǎn)的過(guò)程中，為保證不停機(jī)，必須進(jìn)行鈦條與鈦條之間的連接（氬弧焊接）。所以焊接機(jī)前應(yīng)當(dāng)有一定鈦帶富裕長(zhǎng)度存放空間，焊接所停滯的時(shí)間并不影響鈦條連續(xù)輸送。
（4)管坯卷曲成形。由于鈦材在冷變形過(guò)程時(shí)有較強(qiáng)的回彈性，所以采用多排輥漸續(xù)成形法進(jìn)行管坯卷曲成形。九機(jī)架雙半徑卷曲成形比較適宜。管坯卷曲成形步驟如圖4-11所示。第1孔型架對(duì)鈦帶的雙邊進(jìn)行管徑曲率形變，第2、第3、·、第9孔架類似逐
步變形呈管坯。每?jī)蓚€(gè)孔架之間設(shè)有立輥孔架，輔助鈦帶均勻變形。輥型精度高和卷曲形變均勻度好是滿足成品管管徑精度和圓度要求的保證。

焊接。采用鎢極氬弧焊直流正接法焊接。為了在焊接過(guò)程中提高焊接參數(shù)的穩(wěn)定性，防止電弧漂移，焊輪上裝置AVC-3弧壓控制器和90A/4613A電弧磁力控制系統(tǒng)。AVC-3可隨電弧電壓的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)焊輪的高度，可保證弧壓穩(wěn)定。在1.5V的范圍內(nèi)可以選定一個(gè)“死區(qū)”值。當(dāng)電弧電壓波動(dòng)值超過(guò)選定“死區(qū)”值時(shí)，該裝置驅(qū)動(dòng)焊輪自動(dòng)上下調(diào)節(jié)。弧壓控制精度為給定弧壓的±1%.該裝置上配有電弧電壓的數(shù)字顯示器，可預(yù)先設(shè)定和顯示焊接電弧電壓。90A/4613A 電弧磁力控制系統(tǒng)是借助4個(gè)磁極的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱變化對(duì)電弧的位置、形狀進(jìn)行磁控，還可以調(diào)節(jié)電弧相對(duì)于焊件的位置（前、后、左、右）及熔池形狀（圓、橢圓、直線形）。電弧還可以在磁場(chǎng)作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0~60周／s.該裝置的功能
在于改善焊縫成形及熔池的冶金工程。薄壁焊接鈦管生產(chǎn)工藝流程中的焊接區(qū)是由兩對(duì)上下壓緊輥、一對(duì)橫向壓緊輥和焊輪組成，如圖4-12所示。兩對(duì)上下壓緊輥使基本成形的鈦管坯的斷開(kāi)口逐漸閉合。一對(duì)橫向壓緊輥能使管坯的開(kāi)口閉合。焊輪的鎢極對(duì)準(zhǔn)開(kāi)口的閉合處，熔池略受一點(diǎn)擠壓力就使焊縫熔池受擠而高出管子外表面0.06mm左右，如圖4-13所示。

薄壁焊接鈦管焊接的速度為2m/min,如果把焊接方法由氬弧焊改為等離子焊，焊速可提高到5m/min以上。
（6)在線渦流、超聲探傷檢測(cè)。渦流探傷采用高靈敏度、大角度點(diǎn)式探頭。如發(fā)現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)缺陷可自動(dòng)打標(biāo)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行切除和重新計(jì)長(zhǎng)等處理。采用穿透式探頭進(jìn)行渦流探傷，用斜角接觸法進(jìn)行超聲檢查、渦流探傷對(duì)表面缺陷、氣孔、夾渣等比較敏感，而超聲探傷對(duì)裂紋、未焊透等縱向線缺陷具有較高的敏感度。
（7)焊管質(zhì)量檢驗(yàn)。成品焊管按批次、數(shù)量規(guī)定對(duì)其進(jìn)行破壞性抽查，其中包括：管子幾何尺寸；內(nèi)外表面檢查；拉伸強(qiáng)度檢查；壓扁、展平、壓縮、擴(kuò)口、卷邊等檢查。
（8)成品管包裝入庫(kù)。成品管通過(guò)各項(xiàng)檢驗(yàn)和抽查后，進(jìn)行包裝（以防止運(yùn)輸過(guò)程劃傷）并裝箱，箱內(nèi)附有產(chǎn)品合格證和必要的檢驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告，然后入庫(kù)。

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