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淺析中國鈦焊管的發展歷程

[ 信息發布:本站 | 發布時間:2019-01-14 | 瀏覽:258次 ]

江西时时彩 www.quspy.com   鈦及鈦合金直縫焊管(簡稱“鈦焊管”)是將鈦及鈦合金卷帶材或寬幅板材經卷制成管形后,通過在線自動焊接而成。一般有0.3~0.9mm壁厚,直徑19~100mm薄壁管,還有管道系列直徑在2001000mm,壁厚1.5~10mm的有縫管。國內的鈦焊管牌號主要有TA1、TA2 TA10 等,美國的鈦合金牌號主要有Gr.1、Gr.2Gr.12 等。

  鈦焊管的生產工藝流程一般是:鈦帶開卷→剪切分條→卷曲管形→焊接→焊縫渦流探傷→預定徑→在線退火→精定徑/矯直→渦流探傷→激光測徑→在線噴碼→定尺切割→超聲波探傷→精定尺/平頭→氣密性試驗→成品檢驗→包裝入庫。

  一、國內鈦焊管行業的發展

  2000年以前,由于受鈦帶原材料和加工技術等多方面的制約,鈦焊管的生產技術多年來一直掌握在日本、美國、法國、俄羅斯等國家的專業廠家手中。中國鈦焊管的發展相對于其他鈦加工產品起步較晚,且前期發展比較緩慢。雖然鈦無縫管在國內起步較早,但由于鈦無縫管加工工序多、生產周期長、效率低、成本高,使得其應用受到限制。而鈦焊管生產效率和成材率高,且鈦焊管脹管、彎曲等性能與無縫管相近,因此國內外鈦焊管的用量在逐年增加,并在電站冷凝器中的應用日益增多。

  在鈦焊管發展早期,雖然中國從國外引進了完整的小直徑鈦焊管自動生產線,結束了中國不能生產鈦焊管的歷史。但由于當時國內生產鈦焊管的原材料鈦帶卷完全依賴進口,且無法提供薄壁鈦焊接管用的帶坯,同時國外鈦帶卷的銷售價格較高,因此抑制了國內鈦焊管的發展;另外,因技術引進消化和原料采購困難等多重影響,國產鈦焊管一直未真正具備批量生產能力,當時國內的鈦焊管市場也未真正形成。

  近十來年,中國鈦焊管行業快速發展,主要是由于國內在鈦焊管原材料——鈦帶卷的生產技術上取得了重大突破,國產冷熱軋鈦帶卷的技術性能指標、質量穩定性等能夠滿足鈦焊管的要求。2007年以來,國內幾家大型鋼廠與鈦加工企業聯合研制生產出寬幅熱軋鈦帶卷,2008 年又研制生產出冷軋鈦帶卷,打破了日本和美國在這個領域的壟斷,實現了大型鈦帶圈的國產化,為中國鈦焊管的生產提供了原材料支撐,隨后國產鈦焊管的生產成本大幅下降,充分體現了鈦焊管的技術質量和成本優勢,市場用量也得到了不斷增長,生產規模有了長足發展。

  寶鈦集團1988年引進鈦焊接管生產線試生產成功,建成國內首條鈦焊管生產線。但當時受制于鈦帶卷原料的限制,國內生產不了大單重鈦圈帶,進口鈦帶價格奇高,鈦焊管成本居高不下,多年來產量上不去,成為批量應用推廣的瓶頸。后來,寶鈦集團與國內外幾家企業合資,成立的西安寶鈦美特法力諾焊管有限公司,于2007 年正式投產,該生產線的投產推動了國內鈦焊管生產技術的進步。并且隨著寶鈦集團在冷軋鈦板帶技術方面的突破,以及國內幾家大型鋼鐵企業在鈦帶圈生產技術研發上取得實質性進步,使大單重鈦帶卷生產實現國產化,西安寶鈦美特法力諾焊管有限公司也實現了國產鈦焊管的批量規?;?。

近年來,隨著鈦行業技術的整體進步,海綿鈦產能的膨脹,鈦板帶等鈦加工材產能的擴張,下游鈦焊管行業也取得了長足的發展。自2010年前后國內陸續建成了幾條鈦焊管生產線,江蘇、湖南等地的不銹鋼管生產線改造生產鈦焊管,稀有金屬管材生產企業自主上馬鈦焊管生產線,這些企業的投入極大的推動了國產鈦焊管產業的進步。但近一兩年來,鈦焊管產能的擴張以及鈦行業發展速度的放緩,也加劇了鈦焊管企業間的競爭,但眾多鈦焊管企業越來越重視新技術的開發和差異化的發展,使許多原來不能生產和沒有的鈦焊管產品層出窮,為鈦焊管的發展尋找到新的出路。

  隨著國產鈦焊管的生產工藝及質量水平的大幅度提升,鈦焊管的應用領域也在不斷拓展。鈦焊管已經成為很多行業替代不銹鋼管、銅鎳合金管、鈦無縫管的首選耐腐蝕和輕量化的管材。國產鈦焊管經過近十幾年的發展,突破了一系列關鍵工藝及技術瓶頸,已廣泛應用于電力、空調、海水淡化、水處理設備等領域,還出現了國產鈦焊管批量出口的好現象。

  二、鈦焊管的綜合優勢

  國內,低強度、低合金化鈦無縫管的生產技術比較成熟,在一些需要耐高壓以及結構受力用管方面,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,使得大力發展鈦焊管成為鈦管行業的趨勢。與鈦無縫管相比,鈦焊管的綜合優勢越來越明顯,在日本、美國、歐洲等國家和地區,一些行業使用鈦焊管正逐步取代鈦無縫軋制管。

  一)鈦焊管與鈦無縫管力學性能基本一致

  以換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管為例,國家標準為GB/T 36252007,美國標準為ASTMB338,鈦焊管與鈦無縫管在化學成分、力學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的進步,國內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,通過優化焊接、退火工藝,使母材、焊縫、熱影響區的顯微組織基本上接近,同時消除了焊接應力,使焊縫組織均勻化。通過對比發現,鈦焊管焊縫成分與母材基本一致,焊縫力學性能、防腐蝕性能與母材無異。

  二)鈦焊管的外觀及質量優于鈦無縫管

  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,管內不易結垢。尤其是薄壁鈦管,用無縫軋制工藝生產根本無法達到其技術要求。鈦無縫管經過軋制或拉拔工藝,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,取得更好的傳熱效果。

  三)鈦焊管的成本和環保優勢突出

  鈦無縫管生產工藝過程復雜,常規采用三輥或多輥軋機、拉拔機將一定規格的管坯經多道次軋制或拉拔,最后經過減徑減壁后生產出無縫管。該工藝過程生產效率和成材率較低。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,并且無法實現大規模批量生產,生產周期也相對較長。

  而鈦焊管是通過自動化連續生產線,采用壁厚均勻的鈦帶卷經過冷彎成型、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。隨著國內鈦工業的迅速發展以及焊接技術日趨成熟,鈦焊管的生產效率也將大幅度提升,質量穩定性、一致性以及生產效率將會更高??梢園湊湛突б蠖ǔ咔諧傷璩ざ?,交貨期短,材料利用率高,單位成本較無縫管更低。

  鈦無縫管通常采用軋制或拉拔等工藝生產。生產過程中將會使用大量的軋制油、拉拔油等,生產現場污染嚴重。鈦管軋制、拉拔加工后,需要對管材內外表面的油脂、污物等進行脫脂、酸洗,酸洗過程對環境污染較大。為了保證操作人員的健康,?;せ肪?,就必須增加防護設備及?;ご朧?,因而也就增加了資金投入,產品生產成本也相應提高。而鈦焊管是通過自動化生產線連續大批量生產,質量穩定,生產效率高,生產過程中除一定的水電氣等能源消耗外,對環境幾乎沒有污染。

  三、對鈦焊管的展望

  隨著人們對鈦焊管了解的深入,加之國內鈦焊管行業生產工藝技術及質量水平的大幅提升,從而促使了鈦焊管產業的快速發展。鈦焊管已經被大量應用于石油化工、電力、海水淡化、水處理設備、空調設備等行業。鈦焊管在石油化工行業中的使用得到市場的充分認可,使用范圍越來越廣,市場份額也越來越大。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。管道系統中使用鈦焊管可通過減少定期維護次數,減少停產時間、提高產品質量,提高管道壽命來降低生產成本。但鈦焊管也遇到近年來全球鈦行業的不景氣,競爭又非常劇烈,鈦焊管價格一直處于較低位的水平的問題,這也使石油化工行業企業選用鈦焊管前期設備投入成本降低,也有利于鈦焊管在石油化工等領域的持續推廣。

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