钛钢复合板的特点及应用领域_闫力

综述No.3，2011

钛钢复合板的特点及应用领域

闫力

（宝钛集团有限公司，陕西宝鸡721014）

摘要：本文论述了钛钢复合板的特性及应用优势，阐述了钛钢复合板在石化、电力、盐化工、海水淡化及海洋工程

中领域的应用。

关键词：钛；爆炸钛钢复合板；材料特性；石化；盐化工；海水淡化；海洋工程

Behaviotsard applications of Ti/Steel composite sheets

Li Yan

（Baoti Group Ltd．，Baoji Shaanxi，720104）

Abstract：The paper discusses behaviors and advantages of Ti/Steel composite sheets．Its applications in petrochemical indus-try，electric power，salt chemistry，sea water desalinization and oceaneering are also mentioned．

Key words：titanium；explosion-clading titanium-steel sheets；material behaviors；petrochemical industry；salt chemistry；sea water desalinization；oceaneering

金属层状复合板可以使强度、熔点、热膨胀系数差异极为悬殊的不同金属实现完美的冶金结合，集不同材料的优点于一身，充分发挥不同材料的使用特性，大大节约稀贵金属材料，降低设备的制造成本，使稀贵金属在许多领域的应用成为可能。采用爆炸复合技术生产的复合材料能实现不同金属的完美结合，而且不改变原来材料的成分和物理特性。金属复合板材可以单独设计，根据需要将不同材料设计制造成最佳使用状态。金属复合板材料既具有碳钢良好的可焊性、成形性、导热性及较好的力学性能，又具有各种复层优良的耐腐蚀性能。所以被广泛用于石油、化工、冶金、轻工、盐化工、电站辅机、海水淡化造船、电力及海洋工程等行业。

钛的一个显著特点是耐腐蚀性强，这是由于它对氧的亲合力特别大，能在其表面上生成一层致密的氧化膜，可保护钛不受介质腐蚀。金属钛在大多数水溶液中，都能在表面生成钝化氧化膜。因此，钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性，比现有的不锈钢和其它常用有色金属的耐腐蚀性都好，甚至可与铂比美。因此钛被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料及防腐蚀领域，但缺点是成本较高，特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，采用爆炸复合法生产的钛钢复合板，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构件的强度和塑性，特别重要的是成本大幅度下降了。伴随着我国设备制造技术的不断进步，钛钢复合板材料的应用领域将会不断拓广。

1石化及化工容器设备制造

石化设备容器制造是钛钢复合板材料的传统应用领域，其应用量也一直占据首位。在化学工业中钛在各种酸、碱、盐介质中，除四种无机酸和腐蚀性很强的氯化铝外，都具有很好的稳定性。所以，钛是化学工业中优良的抗腐蚀材料，得到了越来越广泛的应用。例如，石油精炼工厂的真空塔、蒸馏塔、热交换器；化工厂的各种反应塔、沉析槽、搅拌器等。

尿素是重要的化肥，在生产过程中尿素、氨、氨

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2011年第三期中国钛业

基甲酸铵和它们的混合液，在高温高压条件下腐蚀性很强，使用钛钢复合板取代不锈钢后，设备寿命大大延长，检修时间大大减少，因此目前尿素生产中的主要设备都使用钛钢复合板。

钛对二氧化氯、亚氯酸、亚氯酸盐等漂白剂具有特殊的抗腐蚀性能，因此，钛钢复合板在纺织印染工业、造纸工业的漂白设备中也有着重要的应用。

2真空制盐设备制造

钛及其合金具有优异的抗海水及耐氯化物溶液腐蚀及流体冲刷的性能。自上世纪八十年代钛钢复合板制盐设备在四川、内蒙等真空制盐厂投入使用，由于钛表面光滑，耐腐蚀，对于防止蒸发罐壁结盐垢，延长洗罐周期有良好效果。钛钢复合板制造的蒸发室，对减缓腐蚀及结盐垢，延长生产周期，提高盐质均匀有良好效果。1987年，四川大安盐厂、五通桥盐厂两套年产30万吨真空制盐工程主体设备蒸发罐使用钛材，把钛的应用推进了一大步，仅此两套制盐装置、蒸发罐使用钛及钛钢复合板达360吨，使真空制盐工业一跃成为使用钛及钛钢复合板的大户之一。

钛钢复合板的应用，降低了盐厂设备的使用成本，耐蚀性能优于双相不锈钢，使用寿命长，而价格却低于使用双相不锈钢的市场成本。2007年，宝钛集团复合板公司向四川久大制盐厂提供TA2/TA10钛钢复合板600多吨，用于久大60万吨真空制盐项目的设备制造，成为单笔应用钛钢复合板量最大的项目，投入使用4年多以来，运行效果良好。

3海水淡化领域

世界上淡水资源不足，中国也属于世界上13个贫水国之一，人均淡水资源仅为世界人均量的1/4，并且水资源分布不均，大量的淡水集中在南方，北方淡水资源仅为南方的1/4。可以说，整个淡水资源形势不容乐观。

钛及其合金具有优异的抗海水及耐氯化物溶液腐蚀及流体冲刷的性能。而且钛无毒性，这使其成为海水淡化设备的理想材料。未来20年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机。中国未来会有几十亿美元的市场。现在英国、法国、新加坡、丹麦、日本等国家的海水淡化企业纷纷来到中国，从事技术、投资和建设活动，目前，中国市场成为国外海水淡化产品装备制造集团的重要战略市场，这必将掀起钛钢复合板材的应用高潮。

4PTA设备的国产化进程

精对苯二甲酸（PTA）氧化反应器制造难度大，技术要求高，设备工作环境苛刻，对材料的制造要求高。其设备制造及用材原来一直由国外垄断，2010年10月，国家发改委核准的国产化示范工程、石化产业旗舰型项目———百万吨级大型精对苯二甲酸（PTA）氧化反应器在南京宝色股份公司厂区下线。该设备的研制成功，打破了国外对我国大型PTA装置关键设备的技术壁垒，其设备用材主要是钛钢复合板。由南京宝色股份公司承制的120万吨/年PTA氧化反应器，是迄今为止采用国内工艺包自主制造的规格最大、单台产能最高的钛钢复合板PTA 氧化反应器。其直径达7，800毫米，长度40米，总重420吨，容积达到1，200立方米，是目前全球最大的钛钢复合承压设备，也是制造工艺、焊接技术难度最大的此类设备。据了解，作为PTA装置的核心设备，宝色股份国产化百万吨级PTA氧化反应器价格仅为进口设备的一半，不仅能降低PTA装置的建设成本，也可降低聚酯产品生产成本。宝钛集团复合板公司自2009年以来，已陆续向南京宝色股份公司提供了3，000多吨的钛钢复合板用于PTA设备制造。

5核电设备制造

厚复层大板幅钛钢复合板是核电设备中冷凝器管板的主要用材，据测算，未来十年，中国年均新增

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