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鈦的焊管和無縫管區(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,在替代無縫鈦管的領(lǐng)域方面越來越多。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)工序為:
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—氣密檢測—--定尺--成品焊管。
2 鈦焊管的綜合優(yōu)勢
在中國,低強度、低合金化鈦無縫管的生產(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,一般采用厚壁鈦無縫管。但是,由于鈦無縫管成品率低、交貨周期長等因素的影響,使得大力發(fā)展鈦焊管已經(jīng)成為鈦管行業(yè)的趨勢。與鈦無縫管相比,鈦焊管的綜合優(yōu)勢越來越明顯,在日本、美國、歐洲等國家和地區(qū),鈦焊管正逐步取代鈦軋制管。
1 鈦焊管與鈦無縫管力學(xué)性能基本一致
以換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管為例,國家標準為GB/T 3625—2007,美國標準為ASTMB338,鈦焊管與鈦無縫管在化學(xué)成分、力學(xué)性能和工藝性能等指標方面差異不大,甚至相同。隨著鈦焊管焊接及熱處理技術(shù)的進步,國內(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,同時消除了焊接應(yīng)力,使焊縫組織均勻化。通過對比發(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異。
2 鈦焊管的外觀及質(zhì)量優(yōu)于鈦無縫管
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,用無縫軋制工藝生產(chǎn)根本無法達到其技術(shù)要求。鈦無縫管經(jīng)過軋制或拉拔工藝,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)勢突出
鈦無縫管生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜,常規(guī)采用三輥或多輥軋機、拉拔機將一定規(guī)格的管坯經(jīng)多道次軋制或拉拔,最后經(jīng)過減徑減壁后生產(chǎn)出無縫管。該工藝過程生產(chǎn)效率和成材率較低。鈦無縫管從海綿鈦到管材,通過軋制或拉拔,材料浪費較大,成材率只有50%左右,并且無法實現(xiàn)大規(guī)模批量生產(chǎn),生產(chǎn)周期也相對較長。
而鈦焊管是通過自動化連續(xù)生產(chǎn)線,采用壁厚均勻的鈦帶卷經(jīng)過冷彎成型、焊接、在線熱處理、定徑矯直、無損檢測和氣密性測試等工序生產(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)效率將會更高,可以按照客戶要求定尺切成所需長度,交貨期短,材料利用率高,單位成本較無縫管將會更低。
鈦無縫管通常采用軋制或拉拔等工藝生產(chǎn)。生產(chǎn)過程中將會使用大量的軋制油、拉拔油等,生產(chǎn)現(xiàn)場污染嚴重。鈦管軋制、拉拔加工后,需要對管材內(nèi)外表面的油脂、污物等進行脫脂、酸洗,酸洗過程對環(huán)境污染較大。為了保證操作人員的健康,保護環(huán)境,就必須增加防護設(shè)備及保護措施,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。而鈦焊管是通過自動化生產(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)過程中除一定的水電氣等能源消耗外,對環(huán)境幾乎沒有污染。
隨著對鈦焊管了解的加深,鈦焊管在石油化工行業(yè)中的使用將會得到市場的認可,使用范圍會越來越廣,市場份額也會越來越大。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縫管,且從鈦焊管的使用壽命和維護周期來分析,鈦焊管的投資成本可以在使用中得到補償,管道系統(tǒng)中使用鈦焊管可通過減少定期維護次數(shù),減少停產(chǎn)時間、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高管道壽命來降低生產(chǎn)成本。特別是近年來全球鈦行業(yè)不是很景氣,競爭又非常劇烈,鈦焊管價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),對鈦焊管的使用還在持續(xù)推廣中。
