鈦制設(shè)備相關(guān)標準要求

1、鈦制設(shè)備制作標準要求lxzb-qse-c-jsk-34-2008編 制：劉愛仙黃孝鵬 審 核：劉素云張金平 批 準：周忠文受控狀態(tài)：分發(fā)號：版本號/修改號2008年3月1 用途鈦制化工設(shè)備應用于氯堿行業(yè)較多，因為氯離子對不銹鋼腐蝕較快， 可以說，采用鋼和其他金屬制造的化工設(shè)備，一般都可以用鈦制造。2. 經(jīng)濟性由于鈦材的耐腐蝕性更優(yōu)，強度較高，所用鈦材的壁厚可較薄，因而材 料的用量也可減少。3. 設(shè)計要求鈦的力學性能隨溫度改變的情況，較一般碳素鋼、合金鋼大，其強度 指標隨溫度上升而下降。工業(yè)存鈦不能通過熱處理來提高強度指標。鈦的熱膨脹系數(shù)小，當鈦和其他材料聯(lián)合使用時，要注意膨脹差引起 的應力。鈦

2、的焊接多采用非熔化極惰性氣體保護焊（直流正接）。厚度操過3mm 的板材應開坡口。鈦焊接時易產(chǎn)生氣孔，適當提髙焊縫形狀系數(shù)（焊縫斷 面的寬與深的比值）有助于防止氣孔的產(chǎn)生。因此，坡口角度可以比鋼制 的略大一些。坡口的鈍邊高度低一些，以保證焊透。為避免焊接接頭的塑 性下降，鈦焊接要求小電流、快速焊。因此坡口間隙要小。為此，設(shè)備的 縱焊縫和環(huán)焊縫兩側(cè)的不平行度、筒體端部與筒體母線的不垂直度應有所 控制?；钐追ㄌm的焊環(huán)內(nèi)經(jīng)或設(shè)備筒體管孔與管子之間間隙也應比鋼結(jié)構(gòu) 小。由于鈦的焊接綜合性能較差，焊縫應避免位于受力最大處。鈦對表面缺陷敏感性大，忌諱表面有缺陷，而鈦的摩擦系數(shù)大、化學活性 高，在加工過程中表

3、面又極容易受擦傷或污染。如鈦在焊接、加熱等過程 中，保護用的惰性氣體純度不夠，加熱爐內(nèi)氣氛不合要求；使用不合適的 工具、與其他金屬接觸等，這些情況對鈦的耐腐蝕性能和理學性能都有較 大的影響。鈦設(shè)備不容易返修好，有時會出現(xiàn)愈返修效果愈差的情況。4. 鈦及鈦合金的力學性能:牌號狀態(tài)抗拉強 度o b(n/mm2)規(guī)定殘余伸 長應力。ro. 2,(n/mm2)伸長率os (%)常溫相 對密度熔點范 圍°c営溫熱 膨脹系 數(shù)常溫熱導率ta2m(退火)440620$32025 354. 51668 17058.216. 3工業(yè)純鈦的塑性比碳鋼、不銹鋼差；鈦不耐液氟腐蝕，但耐不含游離氟化 氫的氣態(tài)

4、氟腐蝕(至少在10ctc以下)；鈦與干氯氣發(fā)生強烈反應，產(chǎn)生嚴 重的腐蝕，甚至有爆炸的危險，所以鈦不能適用于干氯氣中。鈦對各種溫 度和濃度的氯化物溶液都有較好的抗腐蝕能力。5. 制造要求5.1由于鐵等其他金屬熔于鈦焊縫中會形成硬而脆的金屬間化合物，極 大的降低焊縫塑性，除爆炸焊接和釬焊外，鈦不能直接熔焊在鋼上。5.2應保證焊縫的熔池、焊縫反面及焊縫附近熱影響區(qū)的母材都能受到 惰性氣體的保護。鈦壓力容器焊接接頭的坡口應釆用機械方法加工，其表面不得有裂紋、 分層、和加渣等。6. 鈦材的焊接特點鈦的熔點高、導熱性差、熱容量小、因而與鋼、鋁、銅等的焊接相比, 鈦的焊接熔池積累的熱量多、尺寸大、髙溫停留

5、時間長，冷卻速度慢。在 正常的焊接工藝下，剛焊完的焊縫在長度方向上超過600°c的區(qū)域要比不銹 鋼大1.5倍，比碳素鋼大2. 3倍，比鋁大16倍，比銅大23倍。而溫度在 40ctc以上的鈦焊縫和熱影響區(qū)均應要求置于氨氣保護中，因此鈦焊接時不 但熔池要保護，焊后正在冷卻中的焊接接頭正面要保護，焊接接頭的背面 也應當保護。采用保護罩是鈦焊接的特點。7、施焊環(huán)境(1) 鈦材焊接應在空氣潔凈、無塵、無煙的環(huán)境下進行。（2）鈦材的焊接場所應為獨立區(qū)域。若在有鋼材作業(yè)的車間內(nèi)，應分割成 一個獨立的、封閉的鈦材焊接區(qū)。（3）承擔焊接接頭組隊的操作人員，必須戴潔凈的手套，不得觸摸坡口及 其兩側(cè)的附近

6、區(qū)域。嚴禁用鐵器敲打鈦材表面及坡口。（4）當出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防止措施時，禁止施焊：a）風速三1. 5m/s；b）相對濕度80%；c）焊件溫度低于5°c；d）無防雪、防雨措施的室外作業(yè)（在有雨、雪時）。8、鈦及鈦合金焊接材料（1）焊絲不能從鈦板母材中裁條充當焊絲。焊絲應保持清潔、干燥，施焊前應 切除端部已被氧化的部分。焊絲表面如有氧化應進行化學清洗后方可使用。（2）所用氫氣純度不低于99.99%,其中氧含量低于0.002%、氮含量 低于0.005%、氫含量低于0.002%,水分低于0. 001mg/lo氣瓶壓力不得 低于05mpa。使用時要將保護氣系統(tǒng)如輸氣軟管、焊矩、拖罩中

7、的空氣置 換干凈。保護氣也可以用氮氣或氫氮混合氣。（3）鴿極焊接采用用肺鵠極。58鵠極加工形狀9、焊前準備(1) 焊接接頭的坡口面必須采用機械方法加工。(2) 焊接清理焊件和焊絲焊前應仔細清除焊縫兩側(cè)各20mm表面的氧化物、氮化物、 油污、水分和其他有機污染物，一般采用酸洗或砂輪、砂布打磨。對于容 器的縱環(huán)焊縫、角焊縫、換熱器的管與板的焊接、管焊縫等酸洗比較困難, 可用砂輪、砂布打磨坡口兩側(cè)，并注意將殘留的砂粉塵末清洗干凈。對于 焊絲、封頭、膨脹節(jié)和其他不易打磨的零件焊前應酸洗，酸洗配方與工藝可參照表1。酸洗后應用清水沖洗干凈。如工件無法酸洗，也可用硬質(zhì)合金 刮刀刮削，去除約0. 025mm厚

8、的金屬表面。以上清理后在焊前均應用丙酮、無水酒精等溶劑(不能用甲醇)清洗待焊接區(qū)。不得用手觸摸與再污染。再污染后應重新清理與清洗。表1酸洗配方與工藝no.酸洗液配方酸洗溫 度,°c酸洗時間，rain12%4%氫氟酸、30%40%硝酸，余為水w6023225ml/l鹽酸、50g/l氟化鈉25 3010 1532%氫氟酸、30%硫酸，余為水25 30510焊件組隊清洗后，應立即進行焊接。(3) 氣體保護裝置包括焊槍噴嘴保護熔池，拖罩保護冷卻中的焊接接頭的正面，墊板保護 焊接接頭背面。鈦焊接所用的焊槍與焊接鋁或不銹鋼的焊槍不同，常用 大直徑主噴嘴，手工焊時直徑為1 4 mm2 0 min,

9、自動焊時為16mm22mm。 一般噴嘴下部為圓錐形，上部為圓柱形，噴嘴的保護氣流量為6l/min15l/mirio 托罩由容器廠自行制造，能保護溫度在40ctc以上的焊縫和熱影響區(qū), 托罩的形狀和尺寸應隨焊件厚度、冷卻方式、焊接電流及焊縫形式等因素 而定。對于直焊縫，托罩的有效寬度約為20mm40mm,長度為80mm120mm。 托罩常用厚度為1mm左右的紫銅板制作外殼，要求流出的氧氣分布均勻， 呈層流而不是紊流。托罩內(nèi)部的過渡處應圓滑，盡量減少死角。托罩貼在 焊接區(qū)隨焊槍一起移動。焊縫背面應用托罩貼在焊接區(qū)背面隨焊槍一起移 動。焊角焊縫時可在焊縫背面放一根一側(cè)鋸有小槽或鉆有小孔的銅管吹送 氫

10、氣。(4) 焊前預熱容器用鈦的焊接，不需要焊前預熱，應盡量降低層間溫度，不要超過 315°co(5) 、定位焊縫應符合下列規(guī)定： 、焊接定位焊縫的焊接材料和焊接工藝應與正式焊接相同，且應由合格 焊工施焊； 、定位焊縫采用鴿極氫弧焊，背面必須采用氫氣保護； 、定位焊縫應均勻分布，定位焊縫的長度宜為1015mm,高度宜為2 4mm,且不應超過母材厚度的2/3； 、定位焊縫應保證焊透及熔合良好，且不得有氣孔、夾查等缺陷； 、定位焊縫應平緩過渡到母材上，且焊縫兩端應磨削成緩坡。(6) 、焊接工藝要求 、焊接時，必須采用鵠極氫弧焊方法。 、焊接應采用小線能量和保持電弧電壓的穩(wěn)定，并應采用短弧不

11、擺動或 小擺動的操作方法。 、焊縫多層時，宜采用多道焊，底層焊道完成后，應采用放大鏡檢查焊 道表面，每一焊道完成后均應徹底清除焊道表面的溶渣并進行檢查，消除 各種表面缺陷，每層焊道的接頭應錯開。 、焊接時焊縫背面必須采取氫氣保護措施。焊接過程中，焊絲的加熱端 應置于保護氣體中。并且溫度在40(rc以上的鈦焊縫和熱影響區(qū)均應要求置 于氫氣保護中。 、焊件表面嚴禁有電弧擦傷，且不得在焊件表面引弧和熄弧，焊接熄弧 時應填滿弧坑，并應磨去弧坑缺陷。(7) 焊后清理應清除焊接飛濺、弧坑等，不合格的缺陷應焊補。變形過大的工件可以校形。10、焊接工藝鈦的焊接工藝參數(shù)見表2板厚(mm)焊接接頭形式焊接電流a焊

12、絲直徑mm焊接層數(shù)電弧電壓v正面壓 氣流量 l/min反面壓 氣流量 l/min1單面焊雙面成 形45 601. 5110 1510 15682單面焊雙面成 形80 1102123單面焊雙面成 形130150224雙面焊 (一 面封底焊)130170335雙面焊 (一 面封底焊)170336雙面焊140180348雙面焊1401903510雙面焊1502003612雙面焊1602103614雙面焊1602103811質(zhì)量檢驗與驗收標準11. 1焊接質(zhì)量的檢驗工作實行焊工自檢和專業(yè)檢驗相結(jié)合的辦法。11. 2焊接接頭的檢查方法分外觀檢查和著色檢查兩種。檢查方法及范圍見 表3o表3焊接接頭的檢查方

13、法及范圍檢查方法范圍檢查人員檢查工具外觀檢查100%焊工用肉眼或低倍電光源放100%焊接質(zhì)量檢查員大鏡著色檢查100%焊接檢驗員用410倍放大鏡11.3焊縫外觀檢查合格后，再進行著色檢查。焊縫著色檢查不允許有任何 缺陷顯示。11.4返修后的焊縫必須重新進行外觀檢查，符合質(zhì)量標準后方為合格。11. 5焊縫表面應均勻、美觀、呈魚鱗狀。焊縫余高應不大于0. 5mm, o11.6焊縫表面不允許有咬邊、裂紋、氣孔、未熔合、焊偏、管翻邊等缺陷。11.7焊縫表面顏色不允許出現(xiàn)紫色、藍色、灰色、金黃色。具體見表4表4鈦焊縫和熱影響區(qū)表面顏色的規(guī)定焊縫與熱影響區(qū)表面 顏色氫氣保護情況合格判斷處理方法銀白色良好合格不用其他處理金黃色尚好合格可不用處理藍色稍差只可用于非重要部位去除藍色紫色較差只可用于常壓容器去除紫色灰色差不合格去除紫色，去不掉處應返修暗灰色差不合格返修灰白色很差不合格返修黃色粉狀物極差不合格返修11.8鈦表面生成的氧化膜的顏色與生成溫度有關(guān)系：在200°c以下為銀白 色、30ctc時為淡黃色、40ctc時為金黃色、500°c和600°c時為深藍色和紫 色，700°c到90ctc為各種灰色。溫度低時氧化色僅為表面薄層，可用酸洗