6061铝热导率
2017-06-06 17:50:10
6061铝热导率和比热随温度变化而变化。 铝合金是工业中应用最广泛的一类
有色金属
结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 6061铝，以为镁、硅作为合金元素，易于加工，可沉积硬化，得到的强度不是很高。 6061铝合金常见的型号有：6061-O, 6061-T4, 6061-T6, 6061-T651, 6061-T42。总体而言具有好的机械性质，可以进行热处理及焊接。是最常被使用的铝合金。 6061的机械性质取决于回火、热处理、材料。 6061-0，抗拉强度18,000 psi（125 MPa），降伏强度8,000 psi (55 MPa)，伸长率25-30 %。 6061-T4，抗拉强度30,000psi（207 MPa），降伏强度16,000 psi (110 MPa)，伸长率16%。 6061-T6，抗拉强度42,000 psi (290 MPa)，降伏强度35,000 psi (241 MPa)，当板厚小于0.25英寸（6.4毫米）伸长率为8%或更多。厚度大于0.25英寸（6.4毫米），伸长率为10%。 6061-T651机械性质类似6061-T6。先锋10号所携带的铝板即是用此合金做成。 6061广泛用于建设飞机结构，如机翼和机身，大多数的小型飞机、商用客机、军机都有使用。6061常用在帆船上，包括小型船只。6061常用在自行车框架与组件上。也常利用7005和7075铝合金。6061具有非常高的焊接性，使用 钨极氩弧焊焊接。通常焊接完，焊道附近的材料会转为6061-0，将会损失80%的强度。重新热处理后可转为6061-T4或6061-T6。 了解更多有关6061铝热导率的信息，请关注上海
有色
网。
无缝钛管知识
2019-03-18 08:36:58
无缝钛管采用挤压工艺制成，焊接钛管采用板材卷曲后焊接而成。一般无缝钛管壁厚比较小，口径也比较小。 钛管titanium tube 执行标准：ASTM B337 ，ASTM B338 ，ASTM B338 B861 无缝钛管： 直径：O.D 6-108mm 壁厚：0.5-8mm 长度：最长15000mm 焊接钛管： 直径：O.D100- 610mm 无缝钛管知识壁厚：2-6mm 只要焊接工艺过关，在使用上没有太大区别。 镀锌钢管：为提高钢管的耐腐蚀性能，对一般钢管（黑管）进行镀锌。镀锌钢管分热镀锌和电钢锌两种，热镀锌镀锌层厚，电镀锌成本低。 吹氧焊管：用作炼钢吹氧用管，一般用小口径的焊接钢管，规格由3/8寸-2寸八种。用08、10、15、20或Q195-Q235钢带制成。为防蚀，有的进行渗铝处理。 电线套管：也是普通碳素钢电焊钢管，用在混凝土及各种结构配电工程，常用的公称直径从13-76mm。电线套套管壁较薄，大多进行涂层或镀锌后使用，要求进行冷弯试验。 公制焊管：规格用无缝管形式，用外径*壁厚毫米表示的焊接钢管，用普通碳素钢、优质碳素钢或普能低合金钢的热带、冷带焊接，或用热带焊接后再经冷拨方法制成。公制焊管分普能和薄壁、普通用作结构件，如传动轴，或输送流体，薄壁用来生产家具、灯具等，要保证钢管强度和弯曲试验。 托辊管：用于带式输送机托辊电焊钢管，一般用Q215、Q235A、B钢及20钢制造，直径63.5-219.0mm。对管弯曲度、端面要与中心线垂直、椭圆度有一定要求，一般进行水压和压扁试验。 变压器管：用于制造变压器散热管和其它热交换器，采用普通碳素钢制造，要求进行压扁、扩口、弯曲、液压试验。钢管以定尺或倍尺交货，对钢管弯曲度有一定要求。 异型管：由普通碳结结构钢及16Mn等钢带焊制的方形管、矩形管、帽形管、空胶钢门窗用钢管，主要用作农机构件、钢窗门等。 电焊薄壁管：主要用来制作家具、玩具、灯具等。近年来不锈钢带制作的薄壁管应用很广，高级家具、装饰、栏栅等。 螺旋焊管：是将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度（叫成型角）卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成，它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。螺旋焊管主要用于石油、天然气的输送管线，其规格用外径*壁厚表示。螺旋焊管有单面焊的和双面焊的，焊管应保证水压试验、焊缝的抗拉强度和冷弯性能要符合规定。
无缝钛管是什么
2019-03-15 09:13:19
钛管质量轻，强度高，机械性能优越。广泛应用于热交换设备，如列管式换热器、盘管式换热器、蛇形管式换热器、冷凝器、蒸发器和输送管道等。 钛管按照使用要求和性能的不同执行两个国家标准：GB/T3624-1995 GB/T3625-1995。 供应牌号：TA0，TA1，TA2，TA9，TA10 BT1-00，BT1-0 Gr1，Gr2 供应规格：直径 φ4~114mm 壁厚 δ0.2~4.5mm 长度 15m以内 无缝钛管采用挤压工艺制成，焊接钛管采用板材卷曲后焊接而成。一般无缝钛管壁厚比较小，口径也比较小。 1.无缝钛管，钛管titanium tube。强度高。钛合金具有很高的强度，其抗拉强度为686—1176MPa，而密度仅为钢的60%左右，所以比强度很高。
2.无缝钛管硬度较高。钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。
3.无缝钛管弹性模量低。钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10－1.176×10MPa，约为钢和不锈钢的一半。执行标准：ASTM B337 ，ASTM B338 ，ASTM B338 B861
无缝钛管：
直径：O.D 6-108mm
壁厚：0.5-8mm
长度：最长15000mm
4.高温和低温性能优良。无缝钛管在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽，目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时增加，且具有良好的韧性，低温钛合金在－253℃时还能保持良好的韧性。
5.无缝钛管抗腐蚀性强。钛在550℃以下的空气中，表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜，故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性优于大多数不锈钢。
钛管在发电站上应用所要解决的三个问题
2019-01-25 10:18:50
经过很多的实验和运用实例都证明，在电站凝汽器上用钛管，在技术上和经济上都具有很大的优越性，从经济视点来看，以日本1983年一台1000Mw凝汽器的核电机组用管材(大约需求5万根凝汽器管)报价为例，依照凝汽器的运用时间为40年计，铝黄铜管均匀年走漏lO根，钛管在40年内无走漏。下面讲一下钛管在发电站上运用所要处理的三个问题：
1.腐蚀问题
沿海电站的凝气器用海水做冷却水．因为海水中含有很多的泥沙、悬浮物质、海洋生物和各种腐蚀性物质．在海水与河水替换改变的淡咸水中的状况更为严重．传统运用的铜台金管发作腐蚀方法有：全面腐蚀(均匀腐蚀)、溃蚀、冲蚀和应力腐蚀等．因为钛具有优异的耐腐蚀功能，所以钛管凝气器因腐蚀而形成的海水走漏事端已被根绝，可是，因为钛管的耐蚀功能好，不象铜合金管那样在表面发作一种含毒物质．故在钛管内壁上就简单有海生物附着，然后影响传热作用，所以就必须有相应的清洗设备．
2.吸氢问题
虽然钛材表面具有细密的钝化膜，在许多强腐蚀介质中十分耐腐蚀，可是因为钛与氢的亲合力很大．十分简单吸氢．在常温时就发作，高温时(如100℃)吸氢敏捷．氢在钛中的固熔限很小(约为20ppm)，超越定量就会在钛表面上分出氢化物(TtH2)．跟着表面TiH2的增多，钛的冲击值和延伸率敏捷下降【4J．此外．在旧机组改造时，因为管板是铜合金，冷凝管用钛，这就需求选用阴极维护设备以防止电化学腐蚀如日立公司发电厂凝气器选用海水冷却，用钛列管与铜合金板组成电偶，当维护电位低于一0．75 v(ScE)时使出口的钛管端吸氢，运用一年氢含量到达650 ppm；假如电位选用一05～O．75 v(scE)，在常温下钛不会发作吸氢”
3.轰动问题
因为钛管的耐蚀性好．钛制凝汽器不会因为腐蚀而发作走漏损坏．但钛管却或许因为振荡而形成损坏．要防止钛管的振荡问题，在制作垒钛凝汽器时，就要断定习惯的隔板距离；在改造老机组时，则要考察本来的隔板距离是否适用钛管．
钛在海水淡化设备上的应用
2019-02-15 14:21:24
淡水约占地球水资源的3％，经过海水淡化获取新的淡水资源是往后国际用水的一大趋势．现在，海水淡化已成为像中东这样的水资源缺少区域获取水源的首要方法．1、国际海水淡化情况 至1993年，国际各国在5738个区域的海水淡化设备共有9014台，总容量为1.624X107m3／d，仅中东区域总容量就达8．91*106ｍ3／d，占55％，美国为2.37*106ｍ3／d，占重5％。 早在50年代，就已选用海水淡化方法出产淡水．海水淡化的首要方法有： ①蒸腾法：多级闪蒸法、单级闪蒸法，立式多效法、横式多效法、浸管法、蒸气紧缩法； ②：电透析法、逆渗透法； ③复合法。 其间，蒸腾法占60％，逆渗透法占33％，电透析法占5.5％。表1为日本国内首要运用的海水淡化法及其有用份额。 表1 日本国内首要的海水淡化法及其有用份额 饮用水 工业用水 逆渗透法 42％ 56％ 电透析法 37％ 18％ 蒸腾法 21％ 26％
2 钛在海水淡化设备中的运用2.1海水淡化设备中的导热管 原海水淡化设备导热管首要用铜合金管，因为铜合金管存在许多缺乏，现已被可靠性高且免于维护的钛管所替代． (1)钛管的壁厚 导热管壁厚由运用条件，管板材料、扩管作业的施工才能、管端的焊接技能等来决议，因为导热管直径小，对强度要求不高，因而实践运用中选用壁厚较薄的管材，一般，铜合金管等壁厚为0.9mm-1.2mm；用钛管替代，在腐蚀性小的当地，可用壁厚为0.3mm的薄壁焊管。 ２)钛管的导热性 因为导热管的原料不同，热导率也不同，如钛为17W／(m•k)，铝黄铜为lOOW/（m•k），90／10白铜为47W（m•k），70／30白铜为29W／(m•k)，因而，可经过壁厚的改变操控导热管的导热作用。在以上材料中，钛的热导率最小．如运用薄壁钛焊管，导热性尽管比铝黄铜差，但与90／10白铜适当，比70/30白铜的要好。 (3)钛管的经济性 钛管的单位质量报价比铜合金贵2—6倍，但从性价比上考虑，钛管报价可与铜合金管抗衡，因为钛的密度低，壁厚相一起，平等长度的钛管质量仅仅铜合金管的50％，当钛管壁厚为铜合金管的50％时，相同传热面积的钛管质量仅为铜合金管的1／4．按现在的报价水平，选用薄壁钛焊管的全体报价与铝铜管相同，比白铜管还廉价．可见，钛管在报价方面是有竞争力的。2．2日本薄壁钛焊管的开发和运用 钛带轧制技能的开发成功成为钛焊管批量出产的根底。60年代，在法烧碱电解出产中，日本选用了钛丝；90年代初，为避免污染，对烧碱出产工艺进行了改善，跟着隔阂法的选用，700多吨的钛带得以运用，以此为关键，日本研讨开发了连续出产热轧和冷轧钛带卷的技能，建立了海水淡化和电站冷凝器钛薄壁焊管用的带卷的批量出产系统，相应开发了薄壁焊管的出产技能。 日立，三菱及东芝出产的电站冷凝器，运用了厚0．5mm的钛焊管，三菱、川崎、日立，三井以及神户制钢等公司出产的海水淡化设备，运用了厚0．5ｍｍ－0．7ｍｍ的钛焊管。[next] 以电站运用为主，钛焊管作为海水淡化、炼铁、船只、粹、化工等范畴的传热管已广泛运用。到1983年，在16年的时间里，日本出产了用于国际各地海水淡化设备的薄壁钛焊管4038ｔ，至今未发作因海水腐蚀而损坏的现象。 (1)通风凝结器和喷发压气机 日本真实的海水淡化设备是1967年由松岛碳矿株式会社建成的2650ｔ/ｄ海水淡化设备。该设备的通风凝结器及喷发压气机的传热管和管板，因为受海水中Bｒ-的腐蚀，不能用铜合金，换用钛后，没发作过因腐蚀导致的毛病。 (2)热放出部冷凝器 多级闪蒸冷凝器是将海水作冷却水，冷却各级闪速室发作的水蒸气，因为海水常混有泥沙、海生物，它们在传热管内及管端附着，腐蚀铜合金管。因而，现在简直一切的MSF型海水淡化设备的传热冷凝器上都运用了钛管。特别是为了死海水中的细菌，不得不注入氧时，更需运用耐蚀性好的钛管。 (3)热收回部冷凝器 热收回部冷凝器传热面积较大，因为经济原因，现一般运用铜合金管，仅在特殊场合运用钛管，如含有或等污染物的介质对铜合金的腐蚀剧烈。1977年，向德国出口的3600ｔ/ｄ的MSF型淡化设备，因为它是的附属设备，不能用铜合金，而选用了钛；因为硫化氧的腐蚀，秘鲁的3120ｔ/ｄMSP型淡化设备，运用1年后铝黄铜管就发作了腐蚀，最终将悉数传热管换成了钛管。 据报道，日产百吨的海水淡化设备用钛管达6万根．从1967年至1994年，在近30年的时间里，共出产了52套原于能级火力发电用冷凝器和7套海水淡化设备，合计运用钛焊管11000ｔ。3、运用时应留意的问题 (1)电偶腐蚀 钛在海水中电位较正，与其它金属触摸时，可促进其它金属的腐蚀。避免方法有传热管和管板均选用钛，或用献身阳极的方法。80℃以上，为避免吸氢，运用Fｅ-90％Ni合金作献身阳极；80℃以下，运用涂层或胶衬钢板。 (2)空隙腐蚀 钛管选用扩管法安装在钛管板上，在100℃，pH值为8的海水中可发作空隙腐蚀．但实践水室中运用了铜合金，即便海水温度到达120℃，也不会发作空隙腐蚀。在实际中，为了进步设备的可靠性，在100℃以上运用时多选用管端焊接来避免空隙腐蚀。 (3)吸氢 在80℃以上的海水中；钛有或许吸氢；施加阴极维护时，过维护时会引起吸氢。如选用Fe-9％Nq合金作献身阳极板时，不会发作钛吸氢． (4)振荡 因为钛管壁薄，在替换铜合金管时，还应留意管振荡引起的损坏。可选用比铜合金管的管支撑板距离小的方法来处理这一问题。
钛制热交换器在精炼设备中的应用
2019-02-18 10:47:01
在原油提炼过程中，原油脱盐后，一些残留的盐会水解成HCl，HCl蒸气抵达冷凝器中冷凝后，与水构成，这种酸部分被或胺中和构成相同具有腐蚀性的铵盐或胺盐。因在HCl，NH4Cl，NH4HS中的耐蚀性好，多年来钛及钛合金已成功地用于粹设备中，首要用作常压原油蒸馏塔冷凝器管组，其牢靠性远高于碳钢；还可用作壳式热交换器、管式热交换器、空气冷却器及压力容器等。 Gr.2(相当于TA1)用作常压原油蒸馏塔冷凝器已达25年之久，其运用温度不能超过121℃。还可用于石油催化裂化设备、延时焦化设备、酸性溶液汽提塔，此刻适合的运用温度为99℃-121℃。Gr.12(相当于TA10)用作常压原油蒸馏塔冷凝器时运用温度不低于171℃，并可防止构成固态盐，但此刻应挑选适合的水质洗涤剂和胺中和剂。新近用于精粹设备的Gr.16(Ti—0.04-0.08Pd)的运用温度高达177℃。 碳钢结构(如挡板、衔接杆等)的腐蚀可使钛制管组过早地失效，因而管板和管组结构用材须适宜，625合金、825合金、20Cb-3、400合金、乃至316L不锈钢可用作结构。选用壁厚为0.89mm的薄壁钛管时，挡板距离应尽或许小，以防钛管振荡而使管组过早疲惫失效。为操控pH值和维护热交换器壳体、冷凝管、上储存塔，通常在冷凝器内参加专用的水溶的或其它载体的中和胺，但对钛冷凝器尽量防止参加或胺构成高熔点的固态氯盐。 下面是钛在原油提炼设备中的详细运用状况。 1972年，常压原油蒸馏塔冷凝器／水冷热交换器中选用Gr.12钛管替换短碳钢管。钛管组在温度低于127℃的环境下运用长达25年以上无任何问题呈现。 1973年，初次选用Gr.2配备原油蒸馏塔冷凝器／热交换器(运用温度为167℃)。运用不到一个月，呈现渗漏现象，后改用Gr.12管组。Gr.12管组在这种恶劣的高温环境下已执役15年。 1994年为代替1年～2年即失效的碳钢管组，选用Gr.12和400合金组成两个常压原油蒸馏塔冷凝器／热交换器，进口温度分别为165℃和146℃。1998年第二个热交换器(方位较低的)呈现渗漏，与挡板触摸的管外壁决裂，远离挡板的管外壁上有涣散的坑蚀点。在管组和挡板缝隙处存在腐蚀性很高的氯化胺盐，置于这种“干”氯化胺盐中的Gr.7(相当于TA9)，Gr.12，Gr.16极易被腐蚀，参加少量的水(1％)可有用地使钛合金处于钝态。 液体催化裂化设备、延时焦化设备分馏塔上冷凝器液流内含有高浓度的NH3和H2S，并含有少量的HCN，HCl，SO2和CO2。1992年选用Gr.2管组配备了液态残余催化裂化设备分馏塔上冷凝器。水质洗涤剂将馏分蒸气温度由138℃降102℃，Gr.2管组的运用作用杰出。 1996年将Gr.12拼装于分馏塔塔顶冷凝器，温度为141℃。冷凝物含有4％的NH4HS和0.012％的。冷凝器作业牢靠。 选用汽提塔可去除H2S和NH3。汽提塔冷凝器内含30％～40％的NH4HS，还有少量的氯化物、及其它腐蚀性物质。钛可用作冷凝管组，由于钛是少量几种可有用抗高浓度NH4HS腐蚀的材料之一。 1995年，为处理来自炼焦厂、石油氢化处理厂的酸性排出物，在汽提塔塔顶安装了空气冷却管组(Gr.2)和顶盖箱。注入的蒸气温度不能超过118℃。冷凝物残留有15％左右的NH4HS，0.0030％～0.0035％的氯化物，0.0035％～0.0050％的。该设备至今接连作业杰出。 1971年，Gr.2钛管组用作粗汽油氢化处理设备中安稳塔的进料／底部热交换器，壳体侧进给管温度达142℃，底部温度为247℃。执役25个月后，管组壁厚未发作变化；又经10个月后，管组的内外壁均部分腐蚀(如缝隙腐蚀)，管组呈现毛病。原因是180℃～200℃下，NH4Cl腐蚀金属管组。管板两边增加隔热材料可下降钛管组的温度，使其不易被腐蚀。尔后3年，管组未呈现毛病。 在壳体及衔接收均为碳钢的常压原油蒸馏塔上冷凝器Gr.2钛管组内，含有的H2S腐蚀碳钢部件构成FeS，设备不作业时露出于空气中的FeS可发作自燃，着火达数小时之久。查看发现，此刻钛管组彻底氧化，只残留氧化物壳。碳钢挡板和热交换器壳体根本无缺，仅仅有些曲折。使设备坚持足够湿以消除氧化热，可防止自燃。 为安全运用钛合金，应研究其腐蚀抗力和作业环境的联系，如胺的类型(是否存在NH3)、氯化物的浓度、作业温度等对钛制部件腐蚀性的影响。
钛在石油化工中应用
2019-02-15 16:44:47
在石油化工厂商中钛换热器、冷凝器及有关辅佐设备现已成功地运用了20多年。钛材中最常用工业纯钛(以TA2运用最广泛)，Ti-6Al—4V(在需求必定强度时)和Ti-0．8Ni—0．3Mo(存在缝隙时或在非氧化性介质中)。当可能发生吸氢和氢脆时，尤其是焊区腐蚀和吸氢的状况下，需求运用低铁(1)在含硫和含盐高的原油炼制中，钛制设备是比较抱负的。国外在常压蒸馏设备、污水处理设备、脱硫别离塔的冷凝器和汽提塔的散热器等许多工序都成功选用钛制设备多年。我国也已在该体系中选用铸钛海水泵、催化裂化分馏中的钛制冷凝器、深冷别离钛冷凝器和多孔钛板等，都已正常操作运转十年以上。 (2)氯化烃是石油化工的最大种类之一。因为涉及到氯化反响，不锈钢设备已难担任。国外已用钛材制作精馏塔，三换热器、冷凝塔和分馏塔，冷凝塔，过氯乙烯换热器和多氯化物盘管加热器等。我国在氯乙烯出产中，冷却塔、废水汽提塔和废水贮罐的塔板支承架、接收、法兰密封面，选用了Ti-0．2Pd的面料，已运用近十年未见腐蚀。而钛管道、接头和气体散布器等都已选用钛材多年。 (3)是石油化工的重要质料，以炼油气中的和为质料，从异丙、过氧化异丙得到和，是一项新工艺。世界在十几年前就选用钛设备，我国此项工艺尚在开发之中。旧工艺用磺化碱溶液出产，我国已选用钛制中和反响釜、钛盘管冷却器和离子氮化钛的搅拌器轴套，作用很好。 (4)在乙烯氧化成、氧化成乙酸和氧化组成的设备中，除质料和产品有必定腐蚀性外，首要腐蚀介质是催化剂，不锈钢在其间腐蚀很快，唯有钛具有杰出耐蚀性。早在1963年美国就在乙烯氧化制出产中运用钛获得成功。我国第一套乙烯氧化制设备已于1976年投入运用，至今钛设备的运转状况杰出。国外衬钛反响器高达9．6m、直径为3m，还有换热器、催化剂再生塔、溶液冷却器等11台钛设备。我国在80年代今后，上海和吉林都别离引入国外的乙烯氧化制的成套设备，其间许多设备和泵阀等都用钛制作，较之不锈钢有显着长处，运用作用非常满意。氧化制的定型规划，钛设备有12台，一座年产3万吨的工厂，钛设备达40t。 (5)氧化制乙酸是我国的通用工艺，现已选用钛材作为高沸物再沸器，一级品醋酸塔再沸器和冷凝冷却器等多种设备。国外在精馏塔、分馏塔和蒸馏塔等都选用了钛设备。尤其在初级烷烃氧化制乙酸时副产品较多，含量达8％，腐蚀性极强，此刻用钛替代不锈钢，作用非常抱负。 (6)对二是组成涤纶的质料，工业上用氧化法制取。不管高温氧化仍是低温氧化均存在乙酸和化物的高温腐蚀，在温度高于135℃的介质中，316L不锈钢通过几十小时即发生点蚀。故规划规范规定在135℃以上有必要运用钛材。北京石化总厂引入全套钛设备，包含氧化反响釜、溶剂脱水塔、加热器、冷凝器、再沸器等16台。南京扬子石化公司引入年产45万吨对二设备,有56台钛设备和很多钛管道阀门。上海石化总厂引入的氧化反响釜高32m，上直径4m，下直径5．3m，容积为505m，设备自重达175t。运用钛材作用很好，推广运用远景光亮。 (7)尿素是优质化肥，又是石油化工的质料。自1963年第一台衬钛尿素组成塔投产以来，现在已有近万台设备在全世界运转，实践标明衬钛组成塔无显着腐蚀。而316L不锈钢的折算腐蚀速度为4．1—4．5mm／a。因而钛材比不锈钢具有更好的经济效益。除了衬钛尿素组成塔外，国内从70年代以来，先后运用了C02汽提塔、换热器、混合器和泵阀等。
钛材热挤压成形技术发展和应用现状
2019-01-24 09:36:27
热挤压工艺是利用挤压机上挤压杆传递的高压，对封闭在挤压筒中的坏料进行挤压成形为与模具形状相同的制品的一种先进塑性加工方法（常见金属热挤压过程如图1所示）。其具有提高金属的变形能力、制品综合质量高、产品范围广等优点。钛及钛合金属是难变形金属，又价格昂贵，因此热挤压工艺对生产大规格、厚壁或高要求钛管、钛棒、钛型材（以下简称钛挤压材）而言是最有发展前途的生产方法。图1 钢材热挤压过程简图
一、钛材热挤压成形技术的发展
钛是一种高活性金属，不仅在空气中加热极易污染，而且在一定的温度、压力和表面状态下具有和模具粘结的特性。钛的导热性差，热挤压时坯料表层与中心易产生较大温差，促使金属流动不均匀性加剧，这样表面层就产生较大的附加拉应力，在制品表面易形成裂纹。严重时，在挤压棒材及管材上可能产生大的中心挤压缩孔。同时，挤压钛及钛合金时热效应显著，不合适的挤压工艺对挤压品组织和性能有副作用。钛的弹性模量低，回弹严重，成型困难。因此钛合金挤压变形过程比铝合金、铜合金等其它有色金属挤压变形过程更为复杂。钛材热挤压工艺过程根据坯料是否包套有所区别，其主要工艺流程如图2所示。钛材热挤压技术发展至今，中外相关技术人员围绕提高钛挤压材质量和成材率、降低生产成本在坯料制备、坯料加热温度、挤压比、挤压速度、润滑及挤压模具等方面做了大量研究探索工作。图2 钛材热挤压工艺流程
（一）钛挤压坯锭的制备
钛及钛合金的挤压坯传统制造工艺一般是真空电弧熔炼铸锭经锻造或轧制成毛坯，然后经切削加工或热压力穿孔制成尺寸和表面质量符合要求的光坯。不经热穿孔直接挤压，荒管质量好，但成材率低。为提高钛挤压材的综合成材率，研究冶炼直接挤压的空心铸锭工艺是未来挤压钛材实现规模化生产一个发展方向。乌克兰E.O.Paton电焊研究所已研究出通过电子束冷床熔炼大型空心锭。目前，宝钛、宝钢特钢已引进等离子、电子束冷床炉，下一步应积极研究冶炼可直接挤压的空心铸锭工艺。
（二）钛挤压坯锭的加热
钛在空气中加热时易被气体污染，所以挤压坯锭加热时必须设法保护金属表面不受或少受气体污染。挤压坯锭的加热按其保护方法可分为包套加热、涂层加热、盐浴加热、玻璃熔体加热和常规加热等。目前，一般用感应加热。在制定加热工艺时，为了便于在最小的压力下实现快速挤压，应在能保证产品具有良好力学性能下用尽可能高的温度进行挤压。例如：对于工业纯钛，即使挤压温度高达1038℃，对其力学性能也无明显的影响目前，纯钛、α型及α＋β型钛合金通常在低于合金的α＋β／β相变温度20℃～100℃挤压。β型钛合金通常
采用高于相变温度挤压。
（三）钛挤压比的确定
挤压加工中，变形程度一般用挤压比（λ）表示。为了改善制品的组织和性能，很多文献都认为，挤压钛及其合金时应该采用较大的挤压比，其实，钛的挤压比相对较小，一般小于30。研究表明：TC4钛合金在两相区加热，采用3～10的挤压比，可得到综合性能良好的产品；而用相同温度加热，用28的挤压比时，由于变形热效应而使温度升高到α＋β／β相变温度以上，使产品出现网状组织，材料综合性能变差。除考虑金属本身特点以外，还必须考虑设备能力和工模具的强度因素。同时，挤压比还受钛的润滑方式影响。一般采用玻璃润滑选用的挤压比包套挤压小。
（四）钛挤压速度的范围
与挤压温度、挤压比一样，挤压速度不仅影响挤压件的性能和表面质量，还影响挤压力。挤压时可达到的实际挤压轴速度根据钛合金成分、挤压温度和挤压比而变化。一般选用80～130毫米／秒中等速度挤压。速度对挤压的热效应的影响可用来保持挤压件的温度恒定。据国外文献报道，挤压速度级根据挤压件挤出的温度变化进行校正，温度用精密仪表记录。通过温度信息反馈，调节挤压速度。此外，还可通过理论模拟－程序控制挤压速度。通过计算机预先计算出温升规律，根据不同的产品，选择相应的程序进行等温挤压。
（五）钛挤压润滑剂的选用
润滑问题是国内外钛及钛合金热挤压技术的一个难点，也是一个研究热点。目前，使用的润滑剂主要有润滑脂、玻璃润滑剂和金属包覆三种类型。
润滑脂一般为加有稠化剂的矿物油。用润滑脂润滑剂方便、实用，可以挤出表面质量优良的钛材，但往往挤压制品的长度受到限制。挤压型材的最大长度限于3～4.5米。长挤压材末端易出现粘结缺陷。现在该方法多为小批量生产或与下面两种方法连用。
玻璃润滑挤压是目前世界上最先进的润滑工艺。自1941年发明至今已得到广泛应用。与其它润滑材料相比，玻璃润滑剂具有导热系数低，隔热性能好，高温附着性能好，耐压能力高，化学性能稳定性好，与金属不起反应，能防止金属被气体污染等优点。因此，它是最具有发展潜力的润滑材料。目前，世界上普遍采用玻璃润滑挤压。我国虽然也很早开展玻璃润滑剂的研究，但还未达到工业化应用水平。
钛及钛合金热挤压还可以采用金属包覆润滑。主要是在坯料外面包覆铜、软钢或其它金属，也可喷涂铜。采用铜包覆挤压，当金属加热温度超过850℃时，在钛与铜的界面上会生成一种Ti－Cu共晶组织，该组织为脆性物质，不仅起不到润滑的作用，反而会破坏正常的挤压。因此，该方法一般只限于纯钛挤压。此外，金属包覆挤压工序复杂，成本高，酸洗过程环境污染严重。
（六）钛挤压工模具的使用
与挤压其它金属一样，挤压钛管材时一般用平面模具。为提高模具的使用寿命和改善润滑条件，模具一般预热到300℃～400℃。正常情况下每副挤压模的使用寿命在20次左右。模具材料和加工成本非常高，因此为降低钛挤压材的加工成本必须对模具材料和模具结构进行研究。对于型材挤压，为提高薄壁型材尺寸精度和工模具耐磨性，俄罗斯轻合金研究院曾研究在挤压模具工作表面用气体火焰法和等离子法涂敷了不同金属的碳化物和氧化物涂层，结果表明普通工具钢上涂敷0.05～0.1毫米厚的钼底层，再以等离子法涂敷二氧化锆涂层的模具性能最佳，制出了断面单元厚度为2毫米，公差为0.5毫米的高强钛合金型材。采用带陶瓷涂层的模具配合使用玻璃润滑剂，成为了成批生产是薄壁型材的一个重要因素。
表 钛及钛合金棒材的挤压参数需要指出的是，钛及钛合金优质产品的挤压，要求在保持工具有满意寿命的条件下制定正确的生产工艺，即要求温度、挤压速度、挤压比及润滑方式的配合。上表列举了典型钢种挤压棒材的参数。
二、钛挤压材的生产与应用
20世纪50年代，伴随着钛开始工业化生产，热挤压成形技术在钛材生产中得以快速应用和发展。经过几十年的发展，俄罗斯、美国、英国等国家用挤压法除了可以生产钛及钛合金管、棒材以外，还可挤压种类繁多的钛及钛合金型材。这些型材不仅是角材、丁字形材、槽形管材，还包括各种各样的异型材、变断面型材，甚至尺寸公差，表面质量达到可不进行机械加工的程度。
俄罗斯的钛合金的试验工作始于1953年，在上世纪60年代为迅速发展的航空技术提供各种各样的薄壁型材、翼翅型材、空心型材、大型型材和壁板等。自此俄罗斯钛挤压型材技术处于世界先进水平。其生产的钛合金牌号达十几种，规格达两千多种。例如：生产的OT4、OT4－1、BT20、BT14、BT15合金薄壁型材，其腹板厚度为1.5～5毫米，腹板厚度公差为0.5毫米。俄罗斯上萨尔达冶金联合生产企业（VSMPO）挤压管、棒和型材除国内使用外，也大量出口美国和欧洲飞机制造和供应厂家。除航空航天外，VSMPO公司生产的含Pd，Ru的合金Ti－6Al－4V合金管还用于了石油开采。
美国的大直径钛合金挤压管生产居世界领先水平。美国将直径(48～610)毫米×26毫米×2600毫米的Ti－6Al－4V－Ru合金管用做地热、海上钻井管道。美国RMI公司生产的直径650毫米×(22～25)毫米×35000毫米超长Ti－3Al－2.5V－Ru合金管用于海底石油开采。此外，在挪威北海钻井支撑平台立管用的是直径600毫米×25毫米×15000毫米的Ti－6Al－4V ELI合金管。国际上对钛型管的研发比较迟缓，只有美国Titanium Sports Technology公司采用挤压和拉伸法，生产出正方形、长方形、三角形、椭圆形、五角形、六角形和八角形等多种形状的型管，成为世界上唯一一家生产钛型管的公司。目前钛型管的应用还不够广泛，用量不大，但在建筑、体育休闲及特殊工程等领域，存在较大的潜在市场。
我国钛及钛合金挤压生产开始于20世纪60年代末。当时，宝钛公司和长城钢厂分别从德国引进了一台3150吨可挤压钛合金的热挤压机。经过近40年发展，宝钛公司可挤压钛及钛合金的各种规格的管、棒材及简单断面的型材及复合材，牌号达几十种。这些产品已广泛应用于航空、航天、卫星以及能源、化工等国民经济的各个部门。但是还应该看到，我国与先进国家相比，还存在较大差距，较复杂断面的型材还不能生产。近几年，随着化工等民用领域对高质量钛管需求剧增，西部钛业、浙江五环等公司先后引进了主要用于挤压钛管的挤压机。2009年10月，宝钢特钢从德国引进的世界先进水平的6000T挤压机投产（如图3），为我国生产大规格钛管和型材提供了必需的装备，标志着我国钛材挤压设备上了一个新台阶。图3 宝钢6000T热挤压机
三、结束语
我国钛热挤压技术发展缓慢，和国外存在较大差距。开发有竞争力的钛挤压材，提高我国钛挤压材整体水平，建议应首先从以下四个方面着手解决：
（一）利用冷床炉进行空心铸锭管坯的研究。如前所述，按照目前的管坯制造方法，已不适应建设资源节约型社会的发展要求，为此要积极开展冷床炉冶炼空心管坯工艺研究，简化工序，降低成本，提高市场竞争力，势在必行。
（二）高温润滑剂的研究。润滑剂对于热挤压成形产品质量和生产成本有着重要影响，因此，研究适合于不同材料的润滑剂，以提高产品的综合质量，减轻模具磨损是目前迫切需要解决的问题。
（三）模具材料和模具结构设计研究。热挤压时，模具承受高温高压和强摩擦复合作用，严重影响了模具的使用寿命、产品的质量和生产成本。因此，对模具材料和模具结构设计方法研究，也是今后需要解决的问题之一。
（四）积极开拓钛挤压材市场。钛挤压材将在飞机制造、海洋工程、体育休闲等行业有非常大的需求潜力。现在钛挤压材生产与设计应用单位结合并不紧密，大家应共同努力提高我国钛挤压材整体水平。
海上钻井开采系统用钛
2019-01-25 13:37:03
钛合金具有高强度、低密度、优良的耐蚀性和良好的韧性，因而使其成为海洋钻探系统用设备如立管、钻管及锥形应力接头等的最好选择。在更多情况下，钛和钢的复合应用对海上钻探系统成本的降低和效益的提高具有很大的贡献。 在过去几年中，钛合金构件在海上石油钻探系统上的应用显著增加。钛合金使得钻井设备可以进入更深的水里和井里，包括温度更高和更具腐蚀性的环境中。以Ti-6Al-4V为基的钛合金，具有物理、机械和腐蚀等最佳的综合性能，对于海上钻探构件而言具有更大的吸引力。这些特点主要包括： 1、高的压缩和拉伸强度； 2、低密度与高强度结合，可使构件更轻； 3、良好的韧性和低的弹性模量，意味着弯曲应力较低，弯曲疲劳寿命高； 4、在空气及海水中具有高的疲劳寿命； 5、能耐高达300℃的含盐与酸性的油井流体的腐蚀； 6、在300℃下，基体及焊缝耐海水腐蚀； 7、优越的抗冲刷腐蚀性能；⑧良好的塑性和断裂韧性以及高的耐久性和损伤容限。 为了得到海洋开发系统不同应用部件的最佳性能，在Ti-6Al—4V合金的基础上进行了成分调整。如Grade 5合金(Ti-6Al-4V)最适合于做钻管。这是由于钻管对屈服强度和疲劳强度的要求较高，而其它两种低间隙元素合金，如Grade 29，Grade 23则适合于对断裂韧性要求较高的立管。当构件的服役温度超过75℃～80℃时，为了防止间隙腐蚀和应力腐蚀的发生或为了满足NACEMR-01-75标准的要求，通常要选择更加耐蚀的含钌的Grade 29合金(Ti—6Al—4V—Ru，ELI，≤0．13％)，这些合金均可用传统的焊接方法焊接。 Ti—6Al—4V基合金在海上钻探系统应用的主要有以下几种构件。 (1)海上钻井立管钻井立管使用钛合金，除了减重外，还具有较好的损伤容限、易于用传统技术进行检查等优点。首次在海上大量使用钛合金钻井立管的是北海油田。在其高压立管中使用了30根599 mm(内径)X25 mm(壁厚)X14.6m(长)的Grade 23合金管材。采用钛合金立管的优点有 1)可将立管的牵引力从9.8 MN降至3.7 MN，因此，减小了张紧轮的尺寸； 2)可减少立管底部的活动连接，从而使其在钻井平台结构中易于手工操作； 3)减少了平台系统承载的质量； 4)不需要使用表面涂层。尽管钛合金立管的成本较不锈钢的要高，但使用后其整个系统的成本却比原来降低了40％。 虽然钛在立管上的使用取得很大成功，但全钛立管的市场却非常有限。由于经济原因，实际上多使用的将会是不锈钢／钛或复合材料／钛的立管。 (2)钻管 在短距离钻井中(曲率半径在18m以内)，传统的不锈钢管过早地出现转动疲劳和物理磨损，因而RTI开发了由Grade5合金与标准Cr-Mo钢接头连接而成的钻管。这样设计避免了工具卡死和磨损并保证了其韧性和疲劳寿命。1999年，美国已用外径为73 mm的钛合金管成功地钻成了10口曲率半径18m的油井。近来，又用外径为63.5 mm的钛合金钻管钻成了曲率半径为12m～15m的油井。另外，钛合金的无磁性也是吸引人之处，使得油井勘探不受磁性的影响。在长距离钻井中，采用钢管，其钻井深度在垂直方向只到6.1km，水平方向为7.1km-9.1 km，而采用钛管材后，其垂直方向可达9.1km。大直径钛管的使用，使得钻具吊起所需的力减少了约30％，扭矩减少了30％～40％，并克服了液压传动装置的限制。 (3)钛锥形应力接头 金属锥形应力接头相对于橡胶／铜等柔性接头而言，设计紧凑，易于检查，气密性好，可在高温下使用等，钛的锥形应力接头，其长度只有钢的1／3，成本与钢的相差无几，甚至更低。RTI已设计和制造了Grade 23和Grade 29合金应力接头，并安装在墨西哥湾和北海的钻井平台上，由于相对较低的成本和成功应用实例，钛制应力接头市场呈现出持续增长的势头。
陶瓷复合管用途
2019-03-15 11:27:19
陶瓷钢管用途 液体管道输送已遍及电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业，并高速地发展着。当管道内输送磨削性大的物料时(如灰渣、煤粉、矿精粉、尾矿、水泥等)，都存在一个管道磨损快的问题。特别是弯管磨损更快。当管道内输送具有强烈腐蚀的气体、液体或固体时，都存在管道被腐蚀而很快破坏的问题。当管道内输送具有较高温度的物料时，存在着使用耐热钢管价格十分昂贵的问题。当陶瓷钢管上市后，这些问题均迎刃而解。陶瓷钢管广泛用于磨损严重的矿山充填料、矿精粉和尾矿运送，燃煤火电厂送粉、除渣、输灰等管道最合适。陶瓷钢管是输送强烈腐蚀的酸、碱、盐以及磨蚀兼有的固体、液体输送的理想管道。陶瓷钢管在高温腐蚀、高温磨损或高温熔蚀的场合下使用非常安全可靠。 本公司生产的陶瓷钢直管和陶瓷弯管、三通、四通等，已在一百多家燃煤电厂，五十多家矿山，以及煤碳、建材、机械、化工等行业得到了应用。例如在强烈磨损场合下，陶瓷钢直管使用数年，到现在为止，还没有一家陶瓷钢直管被磨穿过。磨损最快的陶瓷钢弯管，其寿命比铸石弯管，耐磨合金铸钢弯管，钢塑、钢橡弯管高十倍到二倍。 陶瓷钢管迅速占领市场，除质量高、性能好外，还在于它的性能价格比高于其他耐磨耐蚀耐热管材。在相同规格和单位长度的管道方面，陶瓷钢管重量只有耐磨合金铸钢管的二分之一左右，其每米工程造价降低20%-30%；只有铸石管重量三分之一，每米降低工程造价5%-10%；在腐蚀或高温场合下使用的陶瓷钢管，其价格只有不锈钢管、镍钛管的几分之一。
硫化镉电导率
