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鈦管件的應用與發(fā)展

鈦管道配件標準化生產(chǎn)近幾年在我國興起，也是鈦管道應用中的一次革命，它使鈦管道壽命大 大提高，使鈦的應用推進一步。本文對我國標準鈦管件的發(fā)展歷史，鈦管件的工作情況，以往采用的鈦管件進行了詳細分析和評述，并介紹了彎頭生產(chǎn)先進技術—彎頭推擠工藝，此種工藝生產(chǎn)的鈦彎頭可保證壁厚均勻。介紹了國內(nèi)外鈦管件標準的誕生與發(fā)展，及我國的鈦管件生產(chǎn)和標準化。

鈦管件生產(chǎn)工藝的比較

我國70年代開始在民用工業(yè)的化工系統(tǒng)中使用鈦材，鈦作為一種用于化工裝置中的耐腐蝕結構材料，已經(jīng)確立了它的地位，而且作為化工輸送腐蝕性介質(zhì)管道中的理想材料，管道的壽命取決于管件，鈦管件 也愈來愈引起工程技術人員的重視，尤其鈦管件的標準化更為重要。

鈦管件的工作情況首先我們分析一下鈦管件的工作情況：

鈦管道主要輸送的是腐蝕性嚴重危險介質(zhì)，當帶腐蝕介質(zhì)的介質(zhì)經(jīng)過鈦 管件時、介質(zhì)都帶有一定的壓力，而各種管件的各部位承載壓力不 同，以最為常用的三種管件（彎頭、三通、異徑管）來分析。

鈦彎頭

彎頭是各種管道系統(tǒng)的重要管件之一，除了用作改變介質(zhì)流動方向外，還起到提高管路柔性。當介質(zhì)通過彎頭時，帶有壓力的介質(zhì)直沖彎頭的背部，介質(zhì)順著背部流動到出口，由此可見彎頭的背部即承受較大壓力又承受著嚴重的沖刷腐蝕，說明背部承載大于任何部位。

鈦三通

三通的工作情況，同彎頭相似，介質(zhì)通過三通時直沖三通的支路與直路的相交處，此處的承載壓力和沖刷腐蝕大于其它部位。支路為主管路的卸壓分流狀態(tài)。

鈦異徑管

異徑管的工作情況，介質(zhì)通過異徑管時往往介質(zhì)是從大頭向小頭流動，因截面積的逐漸變小使異徑管的錐體部位產(chǎn)生增壓現(xiàn)象，錐體內(nèi)表面即承載較大壓力又承受嚴重沖刷腐蝕。

以上分析表明鈦管件是鈦管道中極其重要的部件，它直接影響著鈦管道的壽命。

品名：鈦管件，型號：同心大小頭，規(guī)格：按客戶尺寸生產(chǎn), 材質(zhì)：TA2/TA9/TA10

異徑管接頭：俗稱大小頭和變徑管，其品種有同心和偏心之分，偏心異徑管又稱“馬蹄管”是管道及設備中大小直徑不同的管聯(lián)接時不可缺少的配件。

品名：鈦管件，型號：偏心大小頭，規(guī)格：按客戶尺寸生產(chǎn)。 材質(zhì)：TA2/TA9/TA10

產(chǎn)品名稱：鈦異徑管_鈦大小頭_同心鈦異徑管_偏心鈦異徑管

規(guī)格尺寸：DN15-1200（NPS：1/2-36 inches）

壁厚：1-18mm（Sch5s to Sch80s）

材質(zhì)：TA1 TA2 GR1 GR2 TA10 GR12 鈦異徑管

類型：同心、偏心鈦異徑管

執(zhí)行標準：GB/T27684 GB/T12459 GB/T13401 HG/T3651 ASME B16.9

鈦管件的優(yōu)點：

1.鈦異徑管在酸，堿，鹽，污水等介質(zhì)中具有良好的耐腐蝕性且產(chǎn)生的水垢不會沉積在管件的內(nèi)表面。

2.密度小、強度高、管件輕便于安裝。

品名：鈦管件，型號：法蘭，規(guī)格：按客戶尺寸生產(chǎn), 材質(zhì)：TA2/TA9/TA10

品名：鈦管件，型號：翻邊，規(guī)格：按客戶尺寸生產(chǎn), 材質(zhì)：TA2/TA9/TA10

產(chǎn)品詳情

1，鈦翻邊,鈦合金翻邊材質(zhì)：鈦翻邊的，牌號TA1,TA2,TA9,TA10,TC4(GR1,GR2,GR7,GR12,GR5)

2，鈦翻邊,鈦合金翻邊標準:國標：HG/T20592-2009，美標：ANSI B16.5國標,美標等,現(xiàn)貨標準:HG/T20592-2009

3、鈦翻邊的使用及介紹：鈦翻邊一般配合不銹鋼或碳鋼法蘭使用，以降低使用成本，這種配合的法蘭形式也叫作活套法蘭(PJ/SE)，或者叫做活套法蘭、松套法蘭。鈦翻邊也叫做鈦對焊環(huán)，使用方法：鈦翻邊穿入不銹鋼法蘭后，鈦翻邊與管路（鈦管管路）焊接，兩只焊好的鈦翻邊對接，不銹鋼法蘭做緊固。與管路中介質(zhì)接觸的地方是鈦材質(zhì)，也就是原鈦管管路與鈦翻邊，而不銹鋼法蘭部分不與介質(zhì)接觸，只起到緊固的效果，這么做極大的減少了成本。鈦翻邊配合使用的PJ/SE-松套法蘭、活套法蘭的缺點：此種管路連接方式不宜使用在管路壓力過高環(huán)境中，適用于常壓管道環(huán)境中。注意事項：鈦翻邊的焊接只能與鈦管焊接、使用氬弧焊、使用焊絲材質(zhì)是和鈦翻邊相近材質(zhì)的鈦絲，不可直接與不銹鋼管或其他材質(zhì)管道焊接。不可使用在壓力較高的管路環(huán)境中。

品名：鈦管件，型號：管帽，規(guī)格：按客戶尺寸生產(chǎn), 材質(zhì)：TA2/TA9/TA10

管帽，casing) cap ，又稱封頭、堵頭、蓋頭、管子蓋、悶頭，焊接在管端或裝在管端外螺紋上以蓋堵管子的管件。用來封閉管路，作用與管堵相同。

鈦管帽跟盲板的形式相接近，只不過盲板是可以拆卸的封堵，而焊接管帽則是不可以拆卸的。管帽包括凸形管帽、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口的設計。凸形管帽包括：半球形管帽、橢圓形管帽、碟形管帽和球冠形管帽。從受力角度看凸形管帽中從半球形管帽逐漸不好，但從制造難度上看，逐漸好制造。現(xiàn)行國家標準GB/T 27684-2011 鈦及鈦合金無縫和焊接管件

品名：鈦管件，型號：三通，規(guī)格：按客戶尺寸生產(chǎn), 材質(zhì)：TA2/TA9/TA10

鈦三通是用于管道分支處的一種管件。對于采用鈦管制造三通來講，目前通常所采用的工藝有液壓脹形和熱壓成形兩種。鈦三通的液壓脹形是通過金屬材料的軸向補償脹出支管的一種成形工藝。其過程是采用 液壓機，將與三通直徑相等的管坯內(nèi)注入液體，通過液壓機的兩個水平側(cè)缸同步對中運動擠壓管坯，管坯受擠壓后體積變小，管坯內(nèi)的液體隨管坯體積變小而壓力升高，當達到鈦三通支管脹出所需要的壓力時，金屬材料在側(cè)缸和管坯內(nèi)液體壓力的雙重作用下沿模具內(nèi)腔流動而脹出支管。

等徑三通是三通的一種，廣泛應用于石油化工、石油、液化氣、電廠、造船、造紙、城建等行業(yè)工程的建設和檢修。工業(yè)中對這種管件壓力要求較高，壓力可以達到600公斤，生活中水管壓力較低，一般為16公斤。等徑三通就是兩端直徑相同，異徑三通就是支管與其它兩個直徑不同的稱為異徑三通，表示方法如下：對于等徑三通，比如"T3"三通則表示外徑是3英寸的等徑三通。

品名：鈦管件，型號：彎頭，規(guī)格：按客戶尺寸生產(chǎn), 材質(zhì)：TA2/TA9/TA10

鈦彎頭的生產(chǎn)工藝之一：芯棒法（熱成型）

1. 從鈦管制造彎頭的常見的彎頭制造工藝之一是芯棒法，它是一種熱成型。

2. 在這種中，將管道切成需要的長度，并借助液壓柱塞推動。感應加熱線圈加熱管道，然后將其推過一個稱為“心軸”的模具，該模具允許管道同時膨脹和彎曲。

3. 該可用于制造大范圍的彎頭直徑。在此圖形中，您可以看到在步中將管道切成所需的長度。然后將這根切開的管子放在心軸上。下一步，在液壓工具的幫助下，將管子推到模具上，同時感應線圈將管件加熱，形成彎頭。后，將彎頭送去進行熱處理和機械加工，然后再進行外觀和尺寸檢查。

擠出方式

· 在冷擠壓法中，將直徑、厚度與成品直徑、厚度相同的鈦管穿過模具，使其成型為所需的形狀。通常應用于小到中型的鈦彎頭。

· 已切割的鈦管被推入冷彎模具中。需要適當潤滑以避免過度摩擦并保護終彎頭的表面光潔度。將擠壓推出成形的鈦彎頭送去進行熱處理和機械加工，然后再進行外觀和尺寸檢查。

大小頭照片等等

UO法

· UO用于制造中型彎頭，三通和異徑管。將板切成特殊設計的形狀，首先使用模具將其成形為U形，然后使用另一個模具將其成形為O形或管狀，這就是為什么將該稱為UO的原因。

· 一旦將配件制成不倒翁形狀，就將其從封閉接縫的內(nèi)部和外部進行焊接。大型的鈦彎頭是由兩塊分開的板焊接制成的。同樣將制備好的鈦彎頭進行熱處理和機械加工，然后再進行外觀和尺寸檢查。

熱成型

· 在熱成型模具彎曲中，將管加熱到成型溫度并在具有特定形狀的模具中成型，可以根據(jù)需要重復此過程，以獲得所需的形狀，尺寸和壁厚。

· 熱成型通常應用于無法在心軸模具上彎曲的厚壁彎頭。

常見的鈦管件生產(chǎn)工藝

多焊縫鈦彎頭

我國鈦管道使用初期國內(nèi)沒有廠家生產(chǎn)標準的鈦管件，不得不使人們采用多焊縫式（俗稱“蝦米腰”式）鈦彎頭，它的加工工藝繁雜。通常采用將管切成多段斜口、焊接而成或板金下成多節(jié)葉形展開料，再卷制焊接，焊縫量大。由于焊接處的幾何形狀不連續(xù)，將產(chǎn)生較高的應力集中，因此，對這種管件的工作壓力和工作溫度必須作出嚴格的規(guī)定。焊縫會大大降低耐蝕性、易泄漏、且外觀欠佳，內(nèi)表面為折面而增大了管道傳輸阻力和背部的焊縫受到嚴重的沖刷腐蝕而降低了壽命。

焊接三通

三通采取在直管道上開孔，將支路直接管焊接而成，因鈦材的加工性能不如其它材料，焊接處的相貫線的加工也是相當困難的。更為重要的是，焊縫處產(chǎn)生直角，一是嚴重的影響著介質(zhì)的流導，增大了管道的傳輸阻力，二是相貫線的曲線焊接困難，三是直角部位的沖刷腐蝕增大，使直角部位早損。

壓片焊接式鈦彎頭

1.上模 2.坯料 3.下模

為了改善多焊縫鈦彎頭的缺陷，采用壓半片焊接式鈦彎頭。它與多縫“蝦米腰”式相比，焊縫相應少些，且焊縫沒有迎面受到?jīng)_刷腐蝕，而順向受沖刷，因而耐腐情況要好一些。

鑄造式彎頭

人們企圖甩掉焊縫，研制出無縫鈦彎頭，產(chǎn)生了鑄造式彎頭，雖說以無縫彎頭而出現(xiàn)，但壁厚（至少5mm）與管道壁厚（2～4mm）不能匹配，而且表面光潔度差，而增加傳輸阻力。更為重要的是內(nèi)部存在著 大量的由鑄造產(chǎn)生的氣孔等缺陷，嚴重影響耐蝕性及壽命，不適合對焊式鈦管道的使用，大多應用在小直徑的承播式管件，此種工藝生產(chǎn)的鈦管件成本高、得不到使用者的認定。

沖制鈦彎頭

有人利用沖壓方法沖制鈦彎頭，外表看來是乎達到標準要求，但從實質(zhì)來看，該加工工藝是將管坯在沖床上沖壓模中沖壓成型，成型過程中將彎頭的背部受拉，迫使背部拉薄，腹部管壁受壓而增厚造成壁厚不均或打皺。且使用過程中因彎頭背部承受沖刷腐蝕，由于背部壁減薄，所以背部會產(chǎn)生早損。壁厚難以保證，其耐壓和壽命都達不到標準中的壁厚公差要求，盡量不使用此種工藝生產(chǎn)的鈦彎頭。

推擠工藝

如何提高鈦管道壽命？提高鈦管件壽命而成為管道設計技術領域的一大學術難題。

彎頭推擠工藝是在八十年代中、后期由日本引入我國的一項鋼制彎頭生產(chǎn)新技術。由于該工藝可實現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，并且生產(chǎn)的彎頭壁厚均勻一致，因而它迅速取代了傳統(tǒng)工藝。相繼又研制出無縫鈦三通、無縫異徑管等無縫鈦管件產(chǎn)品，無縫管件的最大直徑可達Φ219，并達到了ASTM B363—95標準要求。

推制鈦彎頭的加工是以無縫鈦管作為坯料，在專用推制擠壓機上采用管徑小于成品口徑的坯料推制擠壓成型，成形模固定在主機上不動，有一活動推力推動管坯從右方向左方前進，坯料在成型模時，受到加熱及保護，成型過程中管坯受到擴漲，對成型過程中受力分析表明，其不同部位的受力大小是不同的，但都是二向受壓，一向受拉，即軸向受壓、徑向受壓、周向受拉。整個變形過程中直徑逐漸變大、彎曲、長度縮短而厚度基本不變 。用網(wǎng)絡法的實驗結果證實，彎頭成型時的變形主要發(fā)生在下部。坯料上畫上均勻網(wǎng)格，成型中可觀察到彎頭背部成型時方格變化不大，到腹部變形越嚴重，網(wǎng)格在周向被拉長，軸向被壓縮，而網(wǎng)格總面積不變，表明厚度方向上沒有明顯變化。