摘要：钛管具备更高强度和耐腐蚀性，存在的换热效果也更好。在近几年发展中，将钛管应用到氯碱行业和化工原料领域中，能达到压力容器的制造。将钛管应用到换热器，能获得良好的发展效果，延长设备的使用寿命。文章中，对钛管在换热器中的应用制造做出探究，以供参考。
关键词：钛管；换热器；使用；制造
在传统方式下，使用的换热器多为316L，在较短时间使用方式下，将带来明显的堵塞情况。导致其情况的发生，多是因为在设计中，选材的科学合理化。比如：将钛管应用到换热器中，其管板为一种钛复合板，在设计与制造中，都能符合一定的建设要求。
一、结构和技术参数特点
基于图一的设备结构进行分析，下端存在进口N1管箱，材料的质量是尿素专业使用的钢316L。中间为换热管的壳程简体，在中间位置的上部分和其他设备的链接为法兰，（如图二所示发现，管程介质的温差也会给管箱法兰的密封性带来很大影响），所以，要达到设备和整套系统的相互结合。在下端的管箱管口N1位置，液体介质会从中进入，当经过换热器后，随着不断加热，当进入到生产系统[1]。
图二 垫片的回缩应力变化
二、管板的选择
管板为换热器中最为主要的受压元件，保证管板的科学、合理设计，需要在期间详细分析，促使材料的节约性，以免在加工制造中面对很大难度，也能降低施工成本，达到整体的安全性，保证其意义的获取。壳程介质一般都为中低压蒸汽，要促进板材的科学设计。如果管程的介质为尿液，将发生较强的腐蚀性。钛尽管在大量的介质中都具备更高的稳定性，但是，在空气中，容易受到氧介质、钛表面等因素的影响，引起明显钝化，不断生成附着力更强、惰性更大的氧化膜，在这种情况下，发现腐蚀介质和钛逐渐分开，其钛基体的腐蚀性增强。同时，受到机械的不断磨损，也会更快自愈，达到重新再生的目的。所以，在复层应用TA2最为合适。从整体上看，不仅能减少实际的制造费用，达到管板的科学应用，也能在合理计算中，确定出其厚度[2]。
三、钛管换热器的合理化
钛具备更高强度，其壁厚的换热器重量和不锈钢比较轻。将钛管悬挂并安装到某个设备上，能维护其密封性。壳程介质为一种中低压蒸汽，在对排空口设置的设计，要确保其在最高位置。如果设备的排空口和上管材下表面之间的距离为644毫米，无法获得良好的排空效果。在换热器表面长时间处于条件下，受到低压蒸汽的影响，面对的腐蚀更严重。比如：管程介质为尿液，将成分会存在氧化钠、尿素等，腐蚀性更强，在结垢后，将堵塞换热管。钛管的腐蚀性更强，换热效果更好，因为钛的浸润性小，不会受到液体的影响，热阻将降低。同时，钛表面也无法沾上膜，传热系数将不断提升，换热性能更在提升。所以，在换热器实际应用中，将钛管应用其中，是最为合适的[3]。
四、钛管在换热器中的制造
（一）预防氢脆
钛管很容易对空气中的氢氧氮等吸收，其中，氢的扩散速度很快，具备较强的渗透性，也容易被钛吸收。当钛吸收氢后，钛管材料将变脆。通过实践证明与分析，如果对钛加热，并达到300摄氏度的时候，将吸收氢，如果温度在600摄氏度以上，导致钛逐渐氧化，在和氢反应下，能引起氧化钛。所以，在实际焊接的时候，要保证焊接温度的控制，以达到氢脆现象的良好预防[4]。
（二）铁污染的预防
在焊接工作前期，可以使用酒精、丙酮等，对管头的前端100毫米位置进行清洗，避免焊丝油污、灰尘的清除。还要使用硝酸-氢氟酸溶液进行清洗，确保表面氧化膜的有效清除。在对钛材进行焊接的时候，要将其放在独立的位置上，确保周边空气更清新，达到环境的无尘和无烟。实际焊接的时候，也要避免钢铁、其他金属的进入，确保在氩气体环境下进行保护。
（三）焊接参数的优化选择
基于对焊接小电流的选择，要避免焊接接头受到高温的影响，给其氢、氧、氮等气体带来反应，也能避免其过热以及晶粒粗大等现象。但是，如果焊接的时候电流过小，将降低焊接速度，也给焊接层次有效增加，各个层次受到高温的影响时间也在增加，引起气体污染等现象。所以，在焊接的时候，要保证各个层次维持在400摄氏度以上，停留的时间最短，保证选择的焊接工艺参数更为合理[5]。
（四）焊后管头的检查
基于目测方式，对焊接接头的颜色进行分析，发现表面为银白色或者金黄色，可以确定是合格的。一般情况下，氢气的保护效果在很大程度上都将影响钛管接口的焊缝质量。如果氢气的保护效果良好，焊缝的表面颜色为银白色，说明焊接的质量更好。如果发现焊缝的颜色为金黄色，不会给焊缝质量带来影响。如果对氢气的保护效果较差，焊缝的表面颜色为青紫色，说明焊缝的氧化效果差，降低焊缝塑性。当氢气保护效果更差的时候，焊缝的表面颜色为暗灰色，说明焊缝已经被完全氧化，其裂纹情况、气孔等情况更明显[6]。
总结：
通过以上的分析发现，在近几年，随着化工行业的稳定进步，对钛管的需求量也在逐渐提升。钛管的成本较高，存在耐腐蚀性特点，也能降低设备壁厚。为了在实际应用中，保证换热器寿命的增加，可以按照一定的设计制造要求，确保其投入使用，也能为行业发展提供更高的经济效益。
参考文献：
[1] 孙海生，常春梅，卢奇，等.锆制换热器研究进展与前景[J].化工设备与管道，2015（2）：54-57.
[2] 郭潮群，刘巍.钛制换热器的焊接制造[J].焊接，2005（7）：45-46.
[3] 刘俭国.钛制再沸器管板接头焊缝腐蚀开裂的原因及改进措施[J].稀有金属快报，2006（6）：38-41.
[4] 雷忠荣，付维军.新型钛盘管装置的研制及试用结果分析[J].钛工业进展，2012（6）：25-27.
[5] 樊立强.钛管在换热器中的使用及制造[J].山西化工，2012（1）：50-51，64.
[6] 张家港长寿工业设备制造有限公司——提供用户满意的产品和优质的服务是我们永恒的追求[J].纯碱工业，2012（5）：F0004-F0004.
论文作者:毛书样
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/11
标签：换热器论文; 钛管论文; 介质论文; 换热论文; 表面论文; 效果论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第21期论文;