气体及杂质污染对焊接性能的影响
在常温下,钛及钛合金是比较稳定的。但试验结果表明,在焊接过程中,液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用,而且在固态下,这些气体已与其发生作用。随着温度的升高,钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升,大约在250℃左右开始吸收氢,从400℃开始吸收氧,从600℃开始吸收氮,这些气体被吸收后,将会直接引起焊接接头脆化,是影响焊接质量的较为重要的因素。
焊接中除满足相关标准规范外,还应要求满足以下条件:
(1) 焊接和组对必须在清洁的车间或在无铁污染的区域进行,钛管在进行任何焊接前必须进行菲绕啉试验证实无铁离子污染(若表面被铁离子污染,滤纸呈橘红色)。
(2) 施焊前,熔合面和焊缝每边50 mm宽的区域用丙酮或丙醇、异丙醇进行彻底清理以清除氧化皮、锈蚀、油脂或其它影响焊接接头质量的杂质。
(3) 焊丝类别符合AWS SFA-5.16ERTi-2,Fe含量小于0.05%,H含量小于60ppm,钛材焊接中,在根道熔合过程中向管内充入纯度为99.99%氩气背部保护气,层间温度不得**60°C,钛材焊接保护应充分。
由于PTA装置钛管冷凝器使用工况恶劣,用材特殊,对焊接质量要求高,本项目引用ASMEK:焊接和钎焊合格评定中的焊接技能评定要求,在定单开工前进行模块试验,对焊工和焊机操作工作进行技能评定。
同时引用巴斯夫公司的WN75-100标准规范,对模块试验后的焊接试样进行相关内容的检验,通过模块试验验证了焊接人员的上岗资格,也确定焊接工艺对缺陷的控制是有效的。另外,需指出的是,在模块试验中引入射线背照技术检测,可以改变以往模块削薄才能RT检测的做法,同时也可以将此技术应用到成品管板焊接接头的常规RT检测中,从而更有效地提髙焊缝质量,为换热器设备的长周期安全运行提供可靠**。
板式换热器和管壳式换热器的区别:
a.传热系数高
由于不同的波纹板相互倒置,构成复杂的流道,使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动,能在较低的雷诺数(一般Re=50~200)下产生紊流,所以传热系数高,一般认为是管壳式的3~5倍。
b.对数平均温差大,末端温差小
在管壳式换热器中,两种流体分别在管程和壳程内流动,总体上是错流流动,对数平均温差修正系数小,而板式换热器多是并流或逆流流动方式,其修正系数也通常在0.95左右,此外,冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流,因此使得板式换热器的末端温差小,对水换热可低于1℃,而管壳式换热器一般为5℃.
c.占地面积小
板式换热器结构紧凑,单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍,也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所,因此实现同样的换热量,板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。
d.容易改变换热面积或流程组合
只要增加或减少几张板,即可达到增加或减少换热面积的目的;改变板片排列或更换几张板片,即可达到所要求的流程组合,适应新的换热工况,而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加
e.重量轻
板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm,而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm,管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多,板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。
f.价格低
采用相同材料,在相同换热面积下,板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。
g. 制作方便
板式换热器的传热板是采用冲压加工,标准化程度高,并可大批生产,管壳式换热器一般采用手工制作。
h. 容易清洗
框架式板式换热器只要松动压紧螺栓,即可松开板束,卸下板片进行机械清洗,这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。
i. 热损失小
板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中,因此散热损失可以忽略不计,也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大,需要隔热层。
j. 容量较小
是管壳式换热器的10%~20%。i. 单位长度的压力损失大 由于传热面之间的间隙较小,传热面上有凹凸,因此比传统的光滑管的压力损失大。
k. 不易结垢
由于内部充分湍动,所以不易结垢,其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10.k.工作压力不宜过大,介质温度不宜过高,有可能泄露板式换热器采用密封垫密封,工作压力一般不宜**过2.5MPa,介质温度应在低于250℃以下,否则有可能泄露。
l.易堵塞
由于板片间通道很窄,一般只有2~5mm,当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时,容易堵塞板间通道。
化学性质
在化学性质上,钛表现出较好的稳定性,在多种工业溶液中都具有良好的耐腐蚀性。工业纯钛是优良的制冷设备配件材料。
工业纯钛可广泛使用于**化合物、碱溶液、以及盐溶液等介质中,且不易与之发生反应,耐腐蚀性优良;纯钛在常温下对低浓度的盐酸、硫酸、硝酸等无机酸具有良好的耐腐蚀性;但随着介质浓度以及工作温度的增加,工业纯钛易与上述无机酸发生化学反应,使得钛的耐腐蚀性降低,因此,在换热过程中应当注意介质的浓度与工作温度;
工业纯钛在常温下对蚁酸、草酸、乳酸等**酸具有良好的耐腐蚀性。