鈦及鈦合金波紋管的應(yīng)用范圍

鈦由于優(yōu)良的綜合性能, 被稱為21世紀(jì)的金屬, 鈦及鈦合金波紋管與不銹鋼波紋管的比價(jià)雖然很高(10∶1 左右), 但鋼制設(shè)備壽命只有2～3a,鈦制波紋管的使用壽命可達(dá)20a以上,幾乎不需要修理費(fèi)用,從長(zhǎng)遠(yuǎn)和綜合經(jīng)濟(jì)效益看,采用鈦制波紋管還是很合算的。目前,由于成本和制造技術(shù)等原因,鈦及鈦合金波紋管在我國(guó)還只能在航空、航天和高能物理等高科技行業(yè)使用,化工、煉油等行業(yè)使用極少?？梢灶A(yù)料,隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鈦的應(yīng)用越來越廣泛。

鈦波紋管一般用于性能要求較高如質(zhì)量輕,靈活性高的場(chǎng)合,也用于耐腐蝕性要求高的領(lǐng)域。鈦及鈦合金波紋管在鹽場(chǎng)、化肥廠、堿廠等化工廠中有廣泛的應(yīng)用前景?；ば袠I(yè)對(duì)波紋管的耐腐蝕性要求很高,不銹鋼已經(jīng)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要,采用鈦及鈦合金波紋管是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。如堿廠及化工廠用于母液換熱時(shí),由于介質(zhì)中 CL -濃度高, 對(duì)不銹鋼存在腐蝕,采用鈦波紋管可有效地防止腐蝕的發(fā)生。如美國(guó)某化工廠在輸送醋酸的管道中就采用了(254mm)液壓成形的鈦波形膨脹節(jié);北京某公司針對(duì)鹽化工及海洋化工領(lǐng)域研制的鈦波紋管換熱器已應(yīng)用于一些化工廠中,使用效果良好。

在煉油行業(yè), 使用最多的波紋管是波形膨脹節(jié)。煉油工業(yè)中催化裂化裝置中廣泛采用波紋管膨脹節(jié), 煉油行業(yè)使用的波紋管(波形膨脹節(jié))對(duì)耐腐蝕性要求較高特點(diǎn)是管道直徑大, 波紋管容易被腐蝕, 發(fā)生破損失效的情況也較多,主要原因是腐蝕破壞, 約占波紋管膨脹節(jié)破損失效的 80%。近年來, 隨著原油中腐蝕性介質(zhì)含量的增加, 重油催化裂化工藝技術(shù)的發(fā)展, 裝置操作溫度的提高, 波紋管的工作條件愈為苛刻。在煉油廠催化裂化裝置中的波形膨脹節(jié), 往往經(jīng)過一個(gè)生產(chǎn)周期, 個(gè)別幾個(gè)月甚至運(yùn)行數(shù)小時(shí)就發(fā)生了腐蝕破壞而需更換, 嚴(yán)重地影響了設(shè)備的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮, 成為各煉油廠急待解決的一個(gè)問題。為此用鈦及鈦合金來代替不銹鋼應(yīng)是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),日本一公司已經(jīng)將鈦波形膨脹節(jié)用于煉油工業(yè)中, 各種性能實(shí)驗(yàn)均顯示了滿意的結(jié)果, 為實(shí)際應(yīng)用鋪平了道路。

航空航天行業(yè)所用的波紋管大多是鈦制的,美國(guó)某公司生產(chǎn)的大部分產(chǎn)品為鈦波紋管,主要采用滾壓成形、液壓成形和脹壓成形方法生產(chǎn)。與不銹鋼波紋管相比,鈦波紋管具有質(zhì)量輕, 耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。日本原子能協(xié)會(huì)和高能加速器研究協(xié)會(huì), 將鈦波紋管連接在陶瓷管路上,有助于減少不必要的應(yīng)變,減少管路系統(tǒng)的偏差。美國(guó)一國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為氚加速器項(xiàng)目開發(fā)的質(zhì)子超導(dǎo)腔,為了在氦容器與超導(dǎo)腔之間保持必須的柔量,使用了焊接鈦波紋管,要求鈦波紋管在補(bǔ)償量為1.5mm,深冷溫度2.15K時(shí),其循環(huán)次數(shù)要在40a里達(dá)到16000 次 。

鑒于鈦與人體有較好的親和性, 鈦波紋管在醫(yī)療器械中有很好的應(yīng)用前景,美國(guó)已經(jīng)將焊接成形的小波距鈦波紋管容器用來作為蠕動(dòng)泵裝置中的藥物容器。其循環(huán)壽命達(dá)到10a以上。也可以將鈦波紋管作為血泵的工作腔。

日本兩家公司共同開發(fā)了回收燃?xì)馀艢庵械乃羝麧摕岬脑O(shè)備。即從冷凝水中回收水蒸汽潛熱,這種冷凝水中溶入了燃?xì)馀艢庵猩傻南跛帷⒘蛩?。因?在熱交換器中流動(dòng)的是酸性冷凝水,必須使用耐蝕材料,而且要求小型化。為此,采用鈦波紋管式換熱器可滿足這種要求。