关键词：钛设备；制造；技术；现状
1.钛设备的应用现状
当前，我国在钛材料的消耗上，每年可达到2000吨以上，而民用制造消耗的钛材高达90％，大约70％的民用钛材用来制造生产容器。 因为钛材在酸、碱和盐等物质中具有较好的耐腐蚀性，因此被广泛用于石油、冶金和化学行业中。虽然购买钛设备所需的费用较高，但它具备使用年限长，维护成本低的特点，可以有效减少能源和原材料的消耗，提高工作效率，从而为企业创造客观的经济效益，因此，被大部分的企业所应用。
2.钛设备制造
2.1准备阶段的工作
（1）将钛设备的制造场地隔离出来，坚决杜绝和碳钢设备混合接触。（2）将钛材应妥善进行贮存管理，杜绝在室外存放。（3）根据实际需要，设计和制造设备专用的剪板机、刨床、轧机等其他设备，并且要保证设备的干净整洁，避免一些灰尘、油渍、铁屑等造成钛材表面出现缺陷。（4）生产制造钛设备的工作人员应按照要求着装，工作期间必须穿戴工作服和手套，并要确保着装的干净整洁，坚决杜绝穿带钉子的鞋物，避免在钛板上行走。
2.1.1焊前清理
钛材焊缝表面一旦有轻微的杂质，就会对焊缝的质量造成严重影响。因此，焊接前必须做好钛材表面的清理工作。清理要求如下:（1）用砂轮机等将坡口及两侧50mm范围内的杂物清理干净，直到钛材的银白色金属颜色露出了为止；（2）使用干净的布蘸纯酒精把钛材及焊丝表面擦干净，直到布上面无任何杂物；（3）在完成钛材、坡口和焊丝的清理工作后，要马上完成焊接，如果清理干净后，没有进行焊接，那么下次焊接前，必须对材料进行重新清理，以保障焊材的清洁。
2.1.2人员要求
从事钛材设备制造的人员必须通过相关的考核后，才能进行钛材焊接操作，并且考核必须严格遵守相关规定标准。
2.2划线与落料
由于钛材对缺陷非常敏感，所以严禁用锤子敲击钛表面或对印章进行打样，杜绝采用墨水以及油漆等材料进行标记。此外，钛材也容易受到铁、油和其他污染，在对钛材进行切割后，应使用砂轮机清洁受污染的位置，所以，在划线时必须多留出10-20mm的加工量。使用剪板或者等离子弧切割坯料。
2.3加工坡口
坡口加工的好坏对焊接质量的影响很大。坡口得尺寸过小时，焊缝底部不易熔透。坡口尺寸过大时，焊缝溶质易漏或造成焊缝背面不平。现采用的坡口形式多为“V”形或“X”形，对接焊缝t=0～2mm,坡口角度α=60?～90?。
2.4卷板
在进行卷制钛板时，板材的回弹量必须大于碳钢和不锈钢的回弹量，否则将会造成点焊困难。当筒节在滚板机器上倒圆后，必须马上进行点焊操作。锥形头、直径必须大于或者等于108mm的接管、人孔管接头等，如果无法在滚板机上成型时，可用自制轮胎器具完成压制。
2.5焊接
为保证焊缝得到良好的力学性能，除了对钛材及焊丝的纯度要求不低于所规定的成分外，对保护气体及熔剂的纯度也有特殊要求。氩气的纯度不得低于99.99%，即杂质O2含量<0.003%, N2含量<0.01%,湿度 <0.03g/m3。焊接时采用正极性，以保证电弧稳定并降低钨极消耗。此外，必须按照焊接工艺规程进行焊接。
2.5.1焊接技术措施
钛薄板焊接时容易变形，焊接必须采用压板和垫板。紫铜垫板导热性能良好，适合焊接时用。背面保护是在垫板中心开一条圆弧气槽。槽内有许多均布的小孔,保护气通过小孔进人气槽，以保护背面焊缝。下图为薄板焊接压紧示意图：
钛厚板焊接也可以用铜压板或者压块，以加速焊缝冷却。钛钢复合板焊接难度较大，因为钛与钢不能直接焊接。目前国内外都选用间接式焊接接头，即钛复层、钢基层各自进行焊接。下图为几种钛钢复合板坡口和焊缝形式：
2.5.2操作注意事项
因为钛材极容易与氢气、氧气和氮气产生化学反应，出现焊接接头的塑性降低。因此，必须严格保护焊池及背面的焊接热影响区。正面保护是通过焊炬实现对熔池的保护，并且用保护拖盒来保护400℃以上的加热区域，在保护拖盒内通有氩气。氩气的流量应该控制在7-15L / min，使氩气应处于层流状态。
2.6焊缝检测
在对焊缝进行检查时，可以通过着色情况、射线检查以及表面检查来完成焊缝质量的检测。表面检查主要是通过查看焊缝缺陷和接头颜色，并根据焊缝表面显示的颜色来确定气体的保护功能。着色和射线检查应按照容器的无损检测标准进行判定。
2.6.1判断标准
表面颜色辨别，（1）如果表面颜色为银白色，则表明氩气保护效果和焊缝情况良好，可以正常使用；（2）如果表面颜色为金黄色，则表明氩气保护效果和焊缝情况还可以，可以正常使用，但要用酸洗去掉表面金黄色；（3）如果表面颜色为蓝色，则表明氩气保护效果一般，焊缝表面氧化塑性稍有下降，在使用时会产生较大的负载，影响正常使用，必须用酸洗去掉表面蓝色或按不合格处理；（4）如果表面颜色为紫色(花色)，表面氩气保护效果较差，焊缝氧化严重塑性显著降低，无法正常使用，必须用酸洗去掉表面蓝色或按不合格处理；（5）如果表面颜色为灰色，则表面氩气保护效果极差，焊缝完全氧化，焊缝区完全脆化，易产生裂纹、气孔等缺陷，不能使用。
3.提高钛设备制造的策略
目前，我国的钛设备制造自动化操作水平和国外的发达国家还有很大差距，尤其在焊接工作上，自动化焊接不仅能提升钛材设备的焊接质量，还能提高工作效率。随着社会经济的不断发展，化工业发展所需的钛设备数量非常大，因此，只有通过自动化制造生产来完成大量钛设备的生产制造。在这方面，我国还需要加大自动化技术的研究力度，从而来提升钛设备的制造质量和制造效率。
结束语
现阶段，钛材已被广泛用于化学设备的制造，为使化工设备可以安全稳定的运行，必须不断优化钛设备的制造技术，提高钛设备的焊接质量。因此，制造企业必须根据钛材的特性，严格控制钛设备的制造流程和焊接操作，从而确保制造出来的钛设备具备良好的质量，满足设备使用企业的需求，为提高各行业的经济效率打下坚实的基础。
参考文献：
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论文作者:郭晓庆
论文发表刊物:《科学与技术》2019年13期
论文发表时间:2019/12/5
标签：表面论文; 设备论文; 钛材论文; 颜色论文; 设备制造论文; 质量论文; 氩气论文; 《科学与技术》2019年13期论文;