1. 概述
鈦材具有良好的耐腐蝕性能,在氧化性、中性及有氯離子的介質中,其耐腐蝕性均優于不銹鋼,有時甚至超過1Cr18Ni9Ti不銹鋼的10倍。在化工、冶金、造紙、農藥、造船、海水淡化、海洋工程、電站冷凝器和醫療器械等領域獲得成功應用。
醋酸乙烯裝置中主要腐蝕性介質為醋酸及其混合物,這些介質對金屬材料具有較強的腐蝕性。正確選擇和使用與腐蝕介質相接觸的金屬材料,對提高裝置生產過程的安全性、穩定性和可靠性有著重要意義。一般工業用不銹鋼很難抵抗醋酸及其混合物的腐蝕,通過選用鈦材作為醋酸乙烯裝置的抗腐蝕金屬材料,可以起到很好的抗腐蝕效果。
我公司于2010年進行了某醋酸乙烯裝置施工,該裝置腐蝕介質最高設計壓力為0.5M P a ,最高設計溫度為150 ℃,主要耐腐蝕管道為鈦管,材質為TA2 ,管徑范圍為25.4 ~711.2mm (1 ″~28″),壁厚范圍在2 . 8 ~7 m m,采用手工鎢極氬弧焊焊接。本文結合工程實際,闡述鈦管焊接全過程的質量控制措施。
2. 鈦材焊接性
(1 )氣體的影響
鈦是一種活性金屬,常溫下能與氧生成致密的氧化膜而保持較高的穩定性和耐腐蝕性。在高溫下生成的氧化膜則不致密,在高溫下與氧、氮、氫都有很強的親和力,反應速度較快。在300 ℃以上快速吸氫,600 ℃以上快速吸氧,7 0 0 ℃以上快速吸氮,而空氣中含有大量的氧和氮,氮、氧、氫的增加使鈦材焊縫變脆而使其塑性嚴重下降。因此為了避免空氣的污染,鈦材焊接時要求對焊接區及溫度高于300 ℃的部位進行保護。
(2 )焊縫氣孔
鈦材對于焊接區的水分、油脂、氧化物等雜質特別敏感,氣孔是焊接中經常碰到的問題,形成的氣孔主要是氫氣孔,焊縫金屬形成氣孔主要影響到接頭的疲勞強度。
3. 焊前準備
(1 )焊接工藝評定
首先,鈦管施工前,需要根據工程技術要求中明確的焊接工藝評定標準,結合工程中鈦管規格、焊接方法等實際,編制焊接工藝評定指導書,進行焊接工藝評定。其次,鈦管焊接前,需要根據焊接工藝評定,針對不同的鈦管焊接接頭,編制焊接工藝指導書,施焊過程嚴格按照焊接工藝指導書的規定進行焊接。
(2)持證焊工
從事鈦管焊接的焊工應持有相應的焊工資格證,資格證的項目應滿足相應焊接方法、焊接材質、規格厚度及焊接位置等要求,其中國內焊接資格證為《特種設備作業人員證》(焊工)。
(3 )焊接材料
首先,入庫焊材應具有合格質量證明文件,且實物與證書上的批號相符。焊絲表面應潔凈、無氧化色,不應有裂紋、起皮、斑疤和夾雜等缺陷。其次,庫房內溫度保持在5 ℃以上,濕度不超過60% ,焊材離地面存放。焊接前,使用不含硫的丙酮或乙醇對焊絲進行脫脂處理。嚴禁使用三氯乙烯、四氯化碳等氯化物溶劑,并避免將棉質纖維附于表面。
(4 )焊接設備
焊接設備應雙表(電流表、電壓表)齊全,性能良好。氬弧焊機應有高頻引弧和電流衰減裝置,提前送氣和延遲斷氣功能,具有水冷和空冷系統。









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