钛及钛合金防腐应用
钛及钛合金在汽车上的应用
钛及钛合金在汽车上的应用
钛及其合金在汽车上的应用
一、汽车结构和零件
1、发动机结构:一般使用Ti-6Al-4V合金制成汽车发动机的结构件,如化油器支
架支架、进气管、凸轮轴、火花塞座等。
2、底盘结构:通常采用钛合金材料制成的汽车底盘的结构件,可以减轻车身重量,提高车辆抗冲击能力,增加车辆空气动力学的表现力和稳定性。
3、车身:在汽车车身的制造过程中,采用钛合金材料制造汽车车身,可以显著减
轻汽车重量,减少污染,节省燃料消耗,提高汽车性能。
二、汽车零部件
1、发动机部件:高强度的钛合金材料可用于制造发动机曲轴、曲轴头、活塞等零件,既能够提高燃料的燃烧效率,又具有耐腐蚀性和耐热性,有助于汽车发动机的性能和续航里程。
2、变速箱:钛合金制造的变速箱部件,能有效减少变速箱的重量和阻力,提高驱
动效率,发挥变速箱最大的动力性能。
3、刹车零件:采用钛合金制造的刹车零件,既坚硬耐用,又可以有效减轻刹车系
统的重量。
三、安全配件
1、安全带:利用钛合金纤维制成的汽车安全带,既有良好的拉力强度,而且可以
耐受高温环境的考验,有助于驾驶员安全出行。
2、可靠的汽车车帘:用钛合金制成的汽车车帘,表面有良好的防腐蚀性,使汽车
的安全性得到保障。
3、防撞材料:采用钛合金材料制成的汽车强化板,既具有良好的抗冲击性,而且
可以提高空气动力学表现力和汽车安全性。
钛板及钛合金板的性能及应用
钛板及钛合金板的性能及应用钛板是一种由纯钛或钛合金制成的金属板材。
它具有许多优良的性能,因此在许多领域有广泛的应用。
下面将详细介绍钛板及钛合金板的性能及其应用。
首先,钛板具有优良的抗腐蚀性能。
钛具有一种稳定的钝化膜,可以防止钛表面被进一步氧化或腐蚀。
这使得钛板在海水、酸、碱等恶劣环境下具有出色的抗腐蚀性能。
因此,钛板广泛应用于海洋工程、化工设备、医疗器械等领域。
其次,钛板具有优异的强度重量比。
由于钛的密度较低,相对强度较高,可以大幅减少结构的自重。
钛板在航空航天、船舶制造、汽车等领域的应用广泛,能够提高产品的性能和节约能源。
此外,钛板具有极佳的高温稳定性。
钛的熔点较高,能够在高温环境下保持稳定结构,不会发生变形或失去其性能。
这使得钛板在高温设备、航天器材、航空引擎等领域有重要的应用。
另外,钛板具有良好的可塑性和焊接性。
钛易于加工成各种形状的板材,并且能够与其他材料焊接,提高了产品的适应性和可靠性。
这使得钛板在建筑、化工、医疗等行业中能够满足各种复杂的设计需求。
最后,钛板还具有优异的生物相容性。
由于钛具有良好的生物相容性和无污染性,被广泛应用于医疗器械,如人工关节、牙科种植体等。
此外,钛板还可用于生物工程、食品加工等领域,因为它不会对人体或环境产生不良影响。
总之,钛板及钛合金板具有优异的抗腐蚀性能、强度重量比、高温稳定性、可塑性、焊接性和生物相容性等特点。
它们在许多领域有广泛的应用,如海洋工程、航空航天、船舶制造、汽车、化工设备、医疗器械、建筑等。
随着科学技术的进步,钛板及钛合金板在未来的应用前景将更加广阔。
钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施探讨
钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施探讨钛合金是一种高强度、低密度、高耐腐蚀性的重要材料,广泛应用于航空、航天、生物医学、化工、海洋等众多领域。
然而,由于其独特的物理化学性质和制造工艺限制,钛合金依然存在着腐蚀方面的问题。
本文将从钛合金腐蚀的基本原理入手,对钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施进行探讨。
一、钛合金腐蚀的基本原理钛合金的耐腐蚀性是由其表面氧化膜保护的。
氧化膜是一种致密、不溶性的氧化物层,可以防止氧、水分子和其他化学物质渗透到钛合金内部,从而防止腐蚀的发生。
然而,当钛合金表面氧化膜破损,外界的溶液就可以进入钛合金内部,会引起钛合金的腐蚀。
因此,钛合金的腐蚀行为与其表面氧化膜的质量和稳定性密切相关。
二、钛合金腐蚀的种类及表现1.普通腐蚀普通腐蚀是钛合金表面氧化膜部分或全部破损,导致钛合金与溶液中某些次要成分或成分物质相互作用所引起的电化学反应。
这种腐蚀表现为钛合金表面呈现出均匀的银灰色色泽,产生微小的凹洞和微细的气孔。
2.点蚀点蚀是指在钛合金表面局部区域出现的一些小的腐蚀窝孔。
这种腐蚀通常是在钛合金表面氧化膜破损处形成的。
点蚀一旦形成,会不断扩散、深入,最终导致钛合金失效。
3.应力腐蚀受应力作用的钛合金,在遭受化学腐蚀时,往往会发生应力腐蚀疲劳。
这种腐蚀是由多种因素相互作用导致的复杂过程,主要表现为钛合金表面出现裂纹、脆性断裂等。
三、钛合金腐蚀的防护措施1.氧化处理通过对钛合金表面进行氧化处理,可以形成致密、稳定、均匀的氧化膜,提高钛合金的耐腐蚀性能。
目前,钛合金氧化处理的常用方法有热氧化、电化学氧化等。
2.涂层技术利用涂层技术,对钛合金表面进行涂层,可以形成一层具有防腐蚀功能的保护层,从而提高钛合金的耐腐蚀性能。
目前,涂层技术的种类繁多,包括硅烷涂层、ZrO2涂层、CrN涂层等。
3.金属喷涂技术金属喷涂技术是一种把金属喷涂到钛合金表面的技术,可以生成一层与基材紧密结合的金属膜,从而提高钛合金的耐腐蚀性能。
钛及钛合金表面处理技术和应用
钛及钛合金表面处理技术和应用钛是一种重要的金属材料,具有优异的机械性能、抗腐蚀性能和生物相容性。
在众多的钛制品中,钛及钛合金表面处理技术和应用,是钛材料应用中的重要领域。
本文将对其进行探讨。
一、钛及钛合金表面处理技术1. 电解氧化电解氧化是一种常用的表面处理技术,通过电解过程使得钛表面生成氧化层。
该氧化层具有优异的抗腐蚀性和抗磨损性能,可以保护钛及钛合金表面,在医学领域、航空航天领域等具有广泛应用。
2. 化学镀膜化学镀膜是一种通过化学反应在钛表面附着有机分子的方法,从而生成膜层,从而改善钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性和机械性能。
此外,化学镀膜技术还可以使得钛表面呈现特殊的光泽和色彩。
3. 等离子喷涂等离子喷涂是一种高效的表面处理技术,通过把金属材料变成粉末后喷涂在钛表面上,从而实现钛和钛合金表面的表面改性。
该技术可以提高钛材料的耐磨性和抗腐蚀性,还可以使得钛表面更好的粘附其他物质。
二、钛及钛合金表面处理应用1. 医学领域钛及钛合金表面处理技术的应用在医学领域中具有非常广泛的应用。
可通过钛及钛合金表面处理技术及应用制造骨植入物、人工心脏瓣膜等医疗设备。
表面处理后,不仅可以提高钛材料的生物相容性,还可以使钛材料坚固耐用、耐磨、不易脱落,并降低钛材料的磨损程度。
2. 机械工程领域钛及钛合金表面处理技术在机械工程领域中也有广泛的应用。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等表面处理技术能够进一步提高钛材料的耐磨性、抗腐蚀性、耐高温性能以及抗振动性能。
3. 航空航天领域钛及钛合金表面处理应用在航空航天领域,广泛使用于航空发动机、涡轮机、航空船等部件。
表面处理技术能够大幅度提高钛及钛合金材料的耐腐蚀性和机械性能。
另外,在航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求都比较高,而化学镀膜技术可以满足这种需求。
三、结论钛及钛合金表面处理技术和应用是钛材料应用领域中的重要领域。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等技术处理后,不仅可以提高钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性、耐磨性和机械性能,还可以满足航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求,具有重要的应用价值。
钛及钛合金的应用
钛及钛合金的应用钛及钛合金是当今世界上最为具有前途的材料之一,因其优异的物理化学性质和良好的生物相容性,已经在航空、航天、医疗器械、化工、纺织、船舶、汽车、电子等领域广泛应用。
本文将介绍钛及钛合金的特性、加工及应用。
一、钛及钛合金的特性1.优异的机械性能:钛及钛合金的比强度、比刚度高于其他金属材料,弹性模量与钢相仿,但比钢轻近一半,同时具有良好的抗腐蚀性和高温抗氧化性能。
2.良好的生物相容性:由于金属表面的钝化膜和生物组织的相似性,钛及其合金在医疗领域应用广泛,能够与人体组织良好地结合,产生较少的副作用和排异反应,目前已广泛应用于人工关节、牙科、外科、整形手术等领域。
3.优秀的耐蚀性:钛及其合金具有良好的耐腐蚀性,能够在强酸、强碱、高盐或高温等较恶劣的环境中使用,并保持良好的物理化学性能。
二、钛及钛合金的加工钛及钛合金的加工比较困难,因为其化学稳定性比较强,强度较高且属于非常难切的金属材料。
因此,钛及其合金的加工需要采用特殊设备和工具,并且在加工过程中需要保证工作环境的洁净和干燥,以避免金属表面的氧化和污染,从而保证产品的质量和性能。
钛及钛合金的加工方法包括:锻造、轧制、拉伸、挤压、冲压等,此外钛及钛合金还可以采用CNC精密加工、电解抛光、光学加工等高端加工方法。
采用这些加工方法能够保证其精度高、表面光洁度好,能够满足不同领域中对材料性能要求的不同需求。
三、钛及钛合金的应用1.航空、航天领域:由于钛及钛合金的比重轻、机械强度高、抗腐蚀性强、及高温抗氧化性等优点,已经在航空、航天领域广泛应用,例如飞机机身、导弹发动机、卫星外壳等。
2.医疗器械领域:钛及钛合金在医疗器械领域应用广泛,例如人工关节、康复设备、牙科植体、眼科手术器械等。
3.化工领域:在化工领域中的应用主要体现在防腐蚀、高温、高压的设备等如化工催化剂、电解槽、填料等。
4.纺织、船舶、汽车等领域:钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性和高温性能,可以用于制造纺织用染色罐、船舶用装饰件和汽车的排气管和消音器等。
钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用
钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用随着科技的发展和技术的革新,航空行业的不断进步也成为了人们艰苦奋斗的宝贵贡献,而航空制造领域中,钛合金表面处理技术的应用就显得非常重要。
那么,本文将为大家详细介绍一下钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用。
一、钛合金的应用钛合金由于其重量轻、强度高、防腐蚀等特性,已经广泛应用于航空、航天和国防等领域。
在航空制造领域中,钛合金几乎是不可替代的材料。
它广泛应用于飞机、导弹、太空船、直升机和火箭等部件的制造中。
二、钛合金表面处理技术钛合金表面处理技术主要包括机械法、电化学法和物理气相沉积法(PVD)等。
1、机械法机械法钛合金表面处理技术主要是用砂纸、腐蚀剂、胶轮和针尖等机械工具对钛合金表面进行物理加工,处理后能够使钛合金表面更加光滑、细腻。
但是,这种方法处理后的钛合金表面仍然不能很好地保护钛合金的整体性能。
2、电化学法电化学法钛合金表面处理技术主要是通过电化学方法来清洗钛合金表面,除去表面的杂质和氧化层,以便更好地与其他金属和材料相配合。
这种技术质量更加稳定,但是如果操作不当也会破坏钛合金表面的成分。
3、物理气相沉积法(PVD)物理气相沉积法是采用真空技术将金属或金属化合物以一定的能量进行蒸发,然后在基底表面沉积形成薄膜。
PVD技术被广泛应用于钛合金表面处理中,特别是在飞机制造和航空发动机制造领域中。
三、钛合金表面处理技术的应用1、增强钛合金的机械性能钛合金表面处理技术可以改变钛合金表面的组成和结构,在钛合金材料表面形成一层新的涂层,从而改善其机械性能。
因此,在航空制造领域中,钛合金表面处理技术作为一种加工技术被广泛应用。
2、提高材料的耐腐蚀性钛合金有着出色的防腐蚀性能,但是在一些特殊环境下仍然难以满足要求。
而通过表面处理技术,可以将抗氧化、抗腐蚀等化学元素沉积在钛合金表面,从而提高其耐腐蚀性能,并对腐蚀雾的侵蚀提供有效的保护。
3、用于表面化学修饰在航空制造领域中,钛合金表面处理技术也用于表面化学修饰,可实现氢分子加入、气相氧化、电化学和光催化氧化等方法对表面进行修饰,从而获得特殊的超亲水性和超疏水性表面结构。
钛及钛合金材料应用
钛及钛合金材料应用首先,钛及钛合金材料在航空航天领域有着广泛的应用。
由于钛具有良好的比强度和耐热性能,因此可以用于制造航空器的重要部件,如发动机外壳、涡轮叶片、燃烧室、机身结构等。
同时,钛合金还具有较高的耐腐蚀性能,能够在极端的环境条件下长时间稳定运行,因此也适合用于航天器和卫星等空间应用。
其次,钛及钛合金材料在化工工业中具有广泛的应用。
钛合金具有良好的抗腐蚀性能,可以在酸碱等强腐蚀介质中长期使用,因此被广泛应用于化工设备、储罐、反应器等。
另外,钛材料还具有良好的生物相容性,可以用于制造人工关节、牙科种植物等医疗器械。
再次,钛及钛合金材料在汽车工业中有着重要的应用。
由于钛合金的密度较低、强度高,能够显著降低汽车的整体重量,提高燃油经济性能,减少环境污染。
目前一些高端汽车品牌已经开始采用钛及钛合金材料制造汽车发动机、底盘、车架等部件。
另外,钛及钛合金材料还广泛应用于海洋工程领域。
由于海水中盐含量高,腐蚀性强,因此对于海洋工程结构的材料要求较高。
钛合金具有良好的耐腐蚀性能,可以长期在海水中使用而不受腐蚀,因此被广泛应用于海水淡化设备、海洋平台、海洋船舶等。
此外,钛及钛合金材料还在其他领域如电子、电池、体育器材、眼镜框架等也有着重要的应用。
钛合金具有极高的强度和良好的弹性模量,使其成为制造高性能电池、高性能手机外壳等产品的理想材料。
总结起来,钛及钛合金材料由于其优秀的性能,广泛应用于航空航天、化工工业、汽车工业、海洋工程以及电子、电池等领域。
随着材料加工技术的进步,钛及钛合金材料的应用领域还将进一步扩大,为各个行业的发展提供更好的材料选择。
钛纳米聚合物防腐涂层制备及应用
钛纳米聚合物防腐涂层制备及应用
钛纳米聚合物防腐涂层制备及应用是一种新型的涂层技术,主要通过钛纳米颗粒和聚合物材料的复合制备而成。
该涂层具有优异的防腐性能和较长的使用寿命,可广泛应用于建筑、船舶、桥梁、油气储存设备等领域。
钛纳米聚合物防腐涂层的制备可以通过溶液法、喷涂法、浸渍法等多种方法实现。
首先,将钛纳米颗粒与聚合物材料进行混合,然后通过适当的工艺处理,使复合材料均匀分散,并形成一层均匀的涂层。
钛纳米聚合物防腐涂层的应用具有以下几个优势:
1. 高效防腐能力:钛纳米颗粒具有优异的氧化性能和抗腐蚀性能,可以有效防止金属表面的腐蚀作用,延长金属材料的使用寿命。
2. 低能耗环保:与传统的防腐涂层相比,钛纳米聚合物防腐涂层的制备过程中不需要高温、高压等条件,可以降低能耗,并减少对环境的污染。
3. 增加材料稳定性:钛纳米颗粒能够加强聚合物材料的力学性能和化学稳定性,提高涂层的抗刮擦、抗老化等性能。
4. 减少维护成本:由于钛纳米聚合物涂层具有较长的使用寿命和优异的防腐能力,可以减少设备的维护和修理成本,降低企业的运营成本。
总之,钛纳米聚合物防腐涂层是一种具有广泛应用前景的新型涂层技术,不仅可以提高金属材料的防腐性能,还可以减少能耗和维护成本,对促进工业发展和保护环境都具有重要意义。
钛材耐腐蚀数据
钛材耐腐蚀数据钛材是一种具有优异耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。
下面将详细介绍钛材的耐腐蚀性能及相关数据。
1. 钛材的耐腐蚀性能钛材具有出色的耐腐蚀性能,主要表现在以下几个方面:1.1 耐氧化性能:钛材在常温下能够形成一层致密的氧化膜,能够有效抵御氧化介质的侵蚀,起到保护作用。
1.2 耐酸性能:钛材对多数无机酸具有良好的耐蚀性,如硫酸、盐酸、硝酸等。
1.3 耐碱性能:钛材对强碱具有较好的耐蚀性,如氢氧化钠、氢氧化钾等。
1.4 耐盐性能:钛材对海水和盐溶液的耐蚀性能优秀,适用于海洋环境下的应用。
1.5 耐氯化物腐蚀性能:钛材对氯化物腐蚀的抵抗能力较强,适用于含氯介质的工作环境。
2. 钛材的耐腐蚀数据以下是一些常见的钛材的耐腐蚀数据,仅供参考:2.1 钛合金Gr1:耐盐酸浓度为10%时,耐腐蚀速率为0.01mm/年;耐硝酸浓度为10%时,耐腐蚀速率为0.02mm/年。
2.2 钛合金Gr2:耐硫酸浓度为10%时,耐腐蚀速率为0.02mm/年;耐盐酸浓度为10%时,耐腐蚀速率为0.01mm/年。
2.3 钛合金Gr5:耐氯化钠浓度为3%时,耐腐蚀速率为0.005mm/年;耐氨水浓度为10%时,耐腐蚀速率为0.01mm/年。
3. 钛材的应用领域由于钛材的优异耐腐蚀性能,它在多个领域得到广泛应用,包括但不限于以下几个方面:3.1 航空航天领域:钛材在航空发动机、飞机结构件等方面的应用越来越广泛,能够提高飞机的耐久性和性能。
3.2 化工领域:钛材在化工设备、管道、容器等方面的应用,可以有效抵御酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀,延长设备的使用寿命。
3.3 海洋工程领域:钛材在海洋平台、海底管道、船舶等方面的应用,能够抵御海水和盐溶液的腐蚀,提高设备的耐用性。
3.4 医疗领域:钛材在人工关节、牙科种植、外科器械等方面的应用,由于其生物相容性和耐腐蚀性能,可以提高医疗器械的安全性和可靠性。
综上所述,钛材具有出色的耐腐蚀性能,能够在多个领域得到广泛应用。
水下深海设备用钛合金耐腐蚀性能分析
水下深海设备用钛合金耐腐蚀性能分析提纲:一、引言- 深海探测与水下设备的需求- 钛合金的广泛应用和优势二、钛合金的耐腐蚀性能- 腐蚀与海水环境之间的关系- 钛合金的耐腐蚀能力分析- 钛合金的抗海水侵蚀的重要特性三、钛合金的防腐措施- 钛合金表面处理技术- 电化学保护技术- 涂层技术四、成功应用案例- 水下油井设备- 潜水器材和船舶结构- 深海采矿设备五、发展趋势与展望- 钛合金耐腐蚀性能的不断提升- 钛合金在水下设备中的应用前景- 需要进一步研究和创新的方向六、结论一、引言随着人类对深海资源的探索和开发不断深入,水下深海设备的需求日益增加。
在这些极端环境下,设备所受到的腐蚀和侵蚀非常严重,因此材料的耐腐蚀性能成为了一个十分重要的问题。
本文将分析水下深海设备所使用的钛合金材料的耐腐蚀性能。
二、钛合金的耐腐蚀性能2.1 腐蚀与海水环境之间的关系深海环境中,氯离子、硫酸根离子和海洋酸性物质等元素会对设备材料造成腐蚀和侵蚀。
海水中的氯离子特别容易引起钢铁材料的腐蚀,因此合金材料的应用成为了一种解决方案。
2.2 钛合金的耐腐蚀能力分析钛合金具有出色的耐腐蚀性能,其主要原因在于钛与氧发生反应形成一层致密、耐腐蚀的氧化膜,阻止了进一步的腐蚀和侵蚀。
此外,钛合金还具有良好的化学稳定性和机械性能。
2.3 钛合金的抗海水侵蚀的重要特性钛合金在水下深海设备中的广泛应用得益于其抗海水侵蚀的重要特性。
这些特性包括低温下的优异耐蚀性、无磁性和高比强度等。
三、钛合金的防腐措施3.1 钛合金表面处理技术通过表面处理技术,如阳极氧化、电化学处理和涂层等,可以增强钛合金材料的耐腐蚀性能,延长其使用寿命。
3.2 电化学保护技术通过电化学防护措施,如阴极保护和阳极保护,可以提高钛合金材料的抗腐蚀性能,减少其与海水接触的直接损害。
3.3 涂层技术涂层技术可以在钛合金表面形成一层保护膜,起到隔绝海水侵蚀的作用,同时还可以增加钛合金的耐蚀性能和机械强度。
钛及钛合金防腐应用
钛及钛合金的防腐应用钛的另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有色金属的耐腐蚀性都好,甚至可与铂比美。
但是,如果在某种介质中,能连续溶解钛表面氧化膜时,则钛在这种介质中便会受到腐蚀。
例如,钛在氢氟酸、浓的或热的盐酸、硫酸和磷酸中,由于这些溶液溶解钛表面氧化膜,所以钛被腐蚀。
如果在这些溶液中加入氧化剂或某些金属离子时,则钛表面氧化膜便会受到保护,此时钛的稳定属于增加。
一.化学工业在化工生产中,用钛代替不锈钢、镍基合金和其它稀有金属作为耐腐蚀材料,这对增加产量,提高产品质量,延长设备使用寿命、减少消耗、降低能耗、降低成本、防止污染、改善劳动条件和提高生产率等方面都有十分重要的意义。
近年来,我国化工用钛的范围不断扩大,用量逐年增加,钛已成为化工装备中主要的防腐蚀材料之一。
其主要应用于蒸馏塔、反应器、压力容器、热交换器、过滤器、测量仪器、汽轮机叶片、泵、阀、管道、氯碱生产电极、合成塔内衬、其它耐酸设备内衬等。
钛作为一种优良的用于化工装置中的耐腐蚀结构材料,已经确立了它的地位,也愈来愈引起工程技术人员的重视。
1氯碱工业钛在各种酸、碱、盐介质中,除上述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,在氯碱工业中使用钛金属阳极和钛制湿氯气冷却器,收到很好的经济效果,被誉为氯碱工业中的一大革命。
氯碱工业是重要的基本原料工业,其生产和发展对国民经济影响很大。
这是因为钛对氯离子的耐腐蚀性能优于常用的不锈钢和其它有色金属。
目前氯碱工业中广泛采用钛来制造金属阳极电解槽、离子膜电解槽、湿氯冷却器、精制盐水预热器、脱氯塔、氯气冷却洗涤塔等。
钛及钛合金的耐蚀性课程报告
11.3.3
Ti-Ni-Mo合金
耐蚀性优于工业纯钛,接近于Ti-Pd合金。 特点:可焊接性好,塑性高,成本低。(节约大量贵金属Pd)
耐蚀材料
耐蚀材料
1.1.1钛的物理特性
1、密度:4.5g/cm3 2、熔点:1668℃ 3、导电导热性差(导热率只有铜的5%,电阻率比铜高34倍) 4、固态下有两种同素异构体:熔点为882.5℃为体心立方结构的β 相;882.5℃以下为密排六方晶格α相。
5、钛具有超导性,纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K。
耐蚀材料 (4)发生腐蚀时,缝隙中的溶液化学成分与本体不同。一般是缝 隙中氧浓度低,氯离子和氢离子较高,pH值下降。 (5)钛在缝隙腐蚀往往是局部的,最终形成局部穿孔。
(6)发生过程中往往伴随析氢,有针状氢化物析出,并使腐蚀加快
(7)窄缝隙比宽缝隙的腐蚀倾向大的多。 (8)酸性、中性溶液比碱性溶液发生缝隙腐蚀的几率大的多。
1、少量的钯能促进阳极钝化,提高了在盐酸、硫酸等非氧化性酸 中的耐蚀性。 2、此合金在高温高浓度氯化物溶液中非常耐腐蚀,不会产生缝隙 腐蚀。 3、不容易因腐蚀而产生氢脆。 4、对强还原性酸中不耐蚀。
耐蚀材料
11.3.2 Ti-Mo合金
其主要特点是耐强还原性酸的腐蚀。(是还原性酸中最耐蚀的 合金)
耐蚀材料
耐蚀材料
3、钛的吸氢和氢脆
(1)吸氢条件
钛是活性很大的金属,在高温(﹥300℃)含氢气氛中,在还 原性酸腐蚀等多种条件下钛会吸氢。
耐蚀材料 (2)吸氢的危害 ①如果氢的扩散很慢,氢化物会集中在钛的表面,会引起表面脆性 氢化物的剥落、使腐蚀失重明显加大。
②钛基体中的氢在应力作用下,会扩散到应力集中的部位形成氢化 物,并且形成微裂纹,最终导致开裂。
浅谈钛板在钢内筒烟囱防腐改造中的应用
浅谈钛板在钢内筒烟囱防腐改造中的应用摘要:目前国内大多数新建电厂中烟囱结构形式均采用钢套筒烟囱,钢内筒内衬防腐层,且大多数烟囱投产后几年内均存在钢内筒内衬防腐层腐蚀脱落,钢内筒腐蚀穿孔的现象。
在众多烟囱防腐方案中,钛钢复合板内筒及钢内筒内衬钛板防腐方案逐渐得到广泛应用。
本文根据某火力发电厂烟囱钢内筒防腐工程对钛板在钢内筒烟囱防腐改造中的应用进行分析。
关键词:烟囱防腐;钢内筒;钛板1 引言在我国目前大多数火力发电厂中,机组脱硫工程均采用FGD湿法脱硫,不设烟气旁路,不设GGH。
近几年新建电厂中多数烟囱结构形式为钢筋混凝土单钢套筒或双钢套筒,内衬防腐层多为陶瓷玻化砖、玻璃砖、涂料或杂化聚合等,这些防腐材料在使用几年后,都出现不同程度的受损,由此也产生了一个普遍存在的问题,即烟囱钢内筒内衬层腐蚀受损脱落严重,钢内筒腐蚀加剧,烟囱钢内筒结构稳定性受到影响,存在安全隐患,无法保证安全生产。
这时具有优良工业性能的钛金属及其合金脱颖而出,在烟囱防腐改造中的应用越来越受到大家的关注。
2 钛板防腐性能简介钛,化学符号Ti,外观似钢,具有银灰光泽,是一种过渡金属。
钛的强度大,密度小,硬度大,熔点高,抗腐蚀性很强;高纯度钛具有良好的可塑性。
在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。
工业纯钛按其杂质含量的不同,分为TA1、TA2和TA3三个牌号。
这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增加的,故其机械强度和硬度也随之逐级增加,但塑性、韧性相应下降。
钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在许多介质中很稳定。
因为钛和氧的亲和力很大,在空气中或含氧介质中,钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了钛基体不被腐蚀。
钛是具有强烈钝化倾向的金属,介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性,完全满足钛在恶劣环境中的耐蚀性。
钛和钛合金在建筑材料中的应用
金属钛和钛合金在建筑材料中的应用王凯(东南大学材料科学与工程学院,南京,211189)摘要:钛及钛合金已成为新兴的优质、轻型建筑结构材料和功能装饰材料。
本文介绍了钛及钛合金的特点及其在建筑上的应用优势,并阐述了钛及其合金在建筑领域中的应用范例,同时总结了目前我国钛合金建筑材料的发展现状,并展望其发展前景。
关键词:钛;钛合金;建筑材料;钛锌板;应用;1.引言钛是1791年英国科学家从矿石中发现的,但直到1936年才用镁还原法生产出海绵钛,1948 年开始批量化工业生产,目前已广泛应用于国民经济各个行业和领域,发挥着巨大的作用。
作为21世纪瞩目的新兴结构建筑材料——钛及钛合金,具有无可比拟的物化性能优越性: 比强度高,质轻,韧性、焊接性较好,还具有卓越的耐腐蚀性能,无需特别维护综合应用寿命可达百年以上。
此外钛金属的装饰性能也很优越。
钛及钛合金经氧化处理能形成二氧化钛膜层,由于光的干涉作用,不同厚度的膜层呈现出各种颜色,形成彩色钛合金板,并且其颜色因入射光的波长分布、入射角、氧化物膜层的厚度与折射率、钛金属表面的粗糙程度而呈微妙变化,可以获得涂料涂层所不能比拟的金属光泽。
钛的一系列优异特性使之能完全满足建筑材料的许多性能要求,因而倍受建筑师和建筑业的青睐。
但由于材料与施工成本高,以前主要被应用于公共建筑,如国际会议中心、大型体育场、博物馆等。
随着建筑业的发展与城市建筑物美观性要求的提高,钛材料近年来也逐渐被应用于一般民间建筑上,除最早的屋顶应用外,并逐渐扩展于外墙、顶棚、内墙壁饰、桥梁、纪念碑、雕塑、管道、栏杆、标志牌等。
2.钛及钛合金在建筑上的使用优势传统的金属建材,尤其是屋顶材料的发展是依铜、表面处理过的钢板、铝、不锈钢和彩钢板的顺序发展的。
随着时代的前进,人们对城市建筑物的要求,尤其对建筑物的美观性要求越来越高; 伴随建筑工业的发展,近年来建筑师追求使用比传统材料更高级的建筑材料。
作为新兴的建筑材料,钛及钛合金主要有以下优点。
钛及钛合金材料的应用分析
钛及钛合金材料的应用分析作者:费有静来源:《新材料产业》2017年第03期随着航空航天、汽车轻量化和生物医用材料等行业的快速发展,钛合金材料的研究与应用也成为当前材料领域的研究热点之一。
钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右,仅为钢的60%,但钛的机械强度却与钢相差不多,甚至于一些最新研制的钛合金其强度已经超过了部分高强结构钢,因此与其他常用结构材料如钢铁、铝等相比,钛合金的比强度体现出明显的优势[1];钛合金热强度高,可在450~500℃的温度下长期工作;抗蚀性好,对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强,可在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;另外对碱、氯化物、硝酸、硫酸等同样具有优良的抗腐蚀能力。
同时钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。
如在-253℃条件下,TA7仍具有良好的塑性。
因此,钛合金还可作为低温结构材料使用[2]。
但是,钛合金的加工制造工艺难度较大。
在钛合金的熔炼、铸造等热加工过程中,钛易跟氢、氧、氮、碳等杂质发生反应导致工艺质量难以保证;另外其抗磨性差、切削加工困难造成其制造成本较高,应用受到一定的限制。
尽管其在地壳中的含量非常丰富,为0.63%,仅次于氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢,在元素分布序列中排第10位,但钛合金的发展相对于钢铁、铝等还是比较落后的。
早在1791年人们就从矿石如金红石(TiO2)和钛铁矿(FeTiO3)中发现了钛元素,但如何将钛从这些矿石中提炼出来,这个问题一直困扰了人们100余年,直到1910年才首次制得纯净钛,进而开启了钛材的应用时代[3]。
我国钛的蕴藏量在全世界排名第1,约占全世界钛总量的46%左右[4]。
随着科学技术的进步,我国已形成了从钛矿到钛锭再到钛合金加工的产业链,目前钛及其合金已得到了广泛的应用,钛工业以平均每年约8%的增长速度发展;上到航空航天、宇宙飞船,下到深海、油井,钛合金的应用领域越来越广泛。
一、钛及钛合金的工业化应用1.航空航天领域钛合金具有密度小、比强度高等优异性能,因此是一种较理想的航空结构材料,目前钛合金在航空航天工业中的应用越来越受到人们的青睐。
钛的腐蚀 防护及工艺应用
钛的腐蚀防护及工艺应用钛是一种具有良好耐腐蚀性能的金属材料,在各种工业领域中得到广泛应用。
然而,尽管钛具有较高的抗腐蚀性能,但仍然需要采取一些防护措施,以防止其遭受腐蚀。
钛的腐蚀行为主要有两种:氧化腐蚀和电化学腐蚀。
氧化腐蚀是钛表面的氧化层受到侵蚀,导致钛的腐蚀。
而电化学腐蚀则是由电解质溶液中的氧化物或氯化物引起的。
为了防止钛材料的腐蚀,可以采取以下几种方法:1. 表面处理:通过对钛材料进行表面处理,可以增加其耐腐蚀性能。
常用的表面处理方法有酸洗、阳极氧化和电化学抛光等。
2. 镀层保护:可在钛表面镀上一层具有良好抗腐蚀性能的金属或合金,如镍、镀银、铬等。
这种镀层能够起到隔离和保护钛基体的作用,延长其使用寿命。
3. 表面涂层:使用耐腐蚀性能较好的涂层材料覆盖在钛表面,形成保护层,有效防止腐蚀发生。
常用的涂层材料有陶瓷涂层和有机涂层等。
除了以上的防护措施外,钛的工艺应用还需要注意以下几个方面:1. 制造工艺:在钛的制造过程中,应选择适当的加工工艺,以减少其遭受腐蚀的风险。
应采用冷加工方法,并控制好加工温度,以避免引起氧化腐蚀。
2. 设备选用:在使用钛材料制造的设备中,应选用与钛具有相似的抗腐蚀性能的材料,以避免材料间的电化学反应引起腐蚀。
3. 环境条件:钛材料在不同的环境条件下具有不同的腐蚀性。
需要注意避免钛材料接触到有害物质,如酸、碱等。
总而言之,钛的腐蚀防护及工艺应用需要采取一系列的措施来保护其表面和基体,以延长其使用寿命。
这些措施包括表面处理、镀层保护、表面涂层以及合适的制造工艺和设备选用。
只有合理使用和保护钛材料,才能充分发挥其优异的性能,满足不同领域的需求。
钛在化学工业的应用
塔。
35%氯化铁、少量 HCI、HCIO
风机
废气:含 FeCI3、CaCI2 的湿氯等微 粒。
40-50
钛白粉 偏钛酸锻烧窑进料管、薄膜蒸发器、分离 三氯化硫、水蒸汽。
300
器、风机。
硫酸钛溶液、二次蒸汽。
60-120
硫酸铝 蒸发器
硫酸铝溶液:15.7%,H2SO4:0.2%
水蒸汽。
125-170
化工行业中的无机化工、无机化合物、有机化工以及化肥、农药、染料、精细化工、化学试剂等 也都广泛使用了钛材。
II. 化学工业用钛设备一览表:
应用部门
钛设备名称
化学介质
温度℃
氯 食盐溶液贮槽,结晶槽,饱和槽,盐水预 NaCI 溶液:260-310g/L , NaCI 结 热器,过滤器,压滤机,管道,泵,阀 晶 , NaOH<0.1g/L, Mg(OH)2 及 100 CaCO3
80
碱液:<15%;活性氯、苯粉或二氯
胺
80
塔。
一氯胺:<40%;碱液:<14%;次氯
酸纳:<3%;对氯苯磺酰胺:<20%
90
设备:泵、阀、管道。 一氯胺
氯化器中的尾气回收塔。
一氯胺的水悬浮液 酚、氢氧化钠、氯气
度不凡 0
对氯苯磺酰胺氯化反应器。
氢氧化钠:10%;一氯胺、水、对氯
苯磺酰胺 90%、CI2
香兰素生产用温度计套管
盐酸、二甲基苯胺
10-40
香料
香兰素生产用:一次蒸馏锅、异径弯管、 盐酸、盐酸对亚硝基二甲苯胺
冷却器、汽管道、捕集器。
合成葵花子麝香生产用丁基化反应釜液下
滴加管(Ti-32Mo)
钛合金应用案例
钛合金应用案例
以下是一些钛合金的应用案例:
1. 航空航天领域:钛合金被广泛用于制造航空航天器件,如飞机结构件、发动机零部件、翼面片等。
钛合金具有优异的强度、耐腐蚀性和低密度特性,能够降低航空器的重量,提高燃油效率。
2. 医疗领域:钛合金被用于制造人体植入物,如人工关节、牙科种植体等。
钛合金与人体组织相容性良好,不会引起排异反应,同时具备足够的强度和耐腐蚀性,能够在人体内长期稳定运行。
3. 汽车工业:钛合金在汽车工业中的应用主要集中在高端跑车和赛车领域。
钛合金的轻量化特性能够提高汽车的操控性能和燃油效率,并且增加了车辆的安全性能。
4. 化工领域:钛合金在化工领域中被广泛应用于制造耐腐蚀设备,如反应器、换热器等。
钛合金具有优良的耐腐蚀性能,能够在恶劣的化学环境下长期稳定运行。
5. 体育用品:钛合金被用于制造高档的体育用品,如高尔夫球杆、自行车车架等。
钛合金具有良好的弹性模量和耐腐蚀性,能够提供优异的性能和耐用性。
总的来说,钛合金的应用范围非常广泛,涵盖了航空航天、医疗、汽车工业、化工等多个领域,其优异的性能使其成为许多高端产品的理想材料。
钛合金应用
1. 简介钛是周期表中第ⅣB类元素,外观似钢,熔点达1672℃,属难熔金属。
钛在地壳中含量较丰富,远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。
我国钛的资源极为丰富,仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中,伴生钛金属储量约达4.2亿吨,接近国外探明钛储量的总和。
纯钛机械性能强,可塑性好,易于加工,如有杂质,特别是O、N、C等元素存在,会提高钛的强度和硬度,但会降低其塑性,增加脆性。
钛是容易钝化的金属,且在含氧环境中,其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。
因此,钛对空气、水和若干腐蚀介质都是稳定的。
钛和钛合金有优异的耐蚀性,只能被氢氟酸和中等浓度的强碱溶液所侵蚀。
特别是钛对海水很稳定,将钛或钛合金放入海水中数年,取出后,仍光亮如初,远优于不锈钢。
钛的另一重要特性是密度小。
其强度是不锈钢的3.5倍,铝合金的1.3倍,是目前所有工业金属材料中最高的。
液态的钛几乎能溶解所有的金属,形成固溶体或金属化合物等各种合金。
合金元素如A1、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入,可改善钛的性能,以适应不同部门的需要。
例如,Ti-A1-Sn合金有很高的热稳定性,可在相当高的温度下长时间工作;以Ti-Al-V合金为代表的超塑性合金,可以50%~150%地伸长加工成型,其最大伸长可达到2000%。
而一般合金的塑性加工的伸长率最大不超过30%。
由于上述优异性能,钛享有“未来的金属”的美称,钛合金已广泛用于国民经济各部门,它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。
船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金,只是目前钛的价格较昂贵,限制了它的广泛使用。
2. 钛的基本知识及在牙科铸造修复体中的应用钛在地球中的蕴藏量列第九位。
而作为金属元素,仅次于铝、铁、镁,居第四位。
1791年,英国人Gregor最先发现钛这种元素,并以古希腊的泰坦神命名,其含义是金属中的巨人。
但该元素与氧、氮、碳有极强的亲和性,易氧化,不易提炼,作为金属元素被单独分离出来是在20世纪。
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钛及钛合金的防腐应用钛的另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有色金属的耐腐蚀性都好,甚至可与铂比美。
但是,如果在某种介质中,能连续溶解钛表面氧化膜时,则钛在这种介质中便会受到腐蚀。
例如,钛在氢氟酸、浓的或热的盐酸、硫酸和磷酸中,由于这些溶液溶解钛表面氧化膜,所以钛被腐蚀。
如果在这些溶液中加入氧化剂或某些金属离子时,则钛表面氧化膜便会受到保护,此时钛的稳定属于增加。
一.化学工业在化工生产中,用钛代替不锈钢、镍基合金和其它稀有金属作为耐腐蚀材料,这对增加产量,提高产品质量,延长设备使用寿命、减少消耗、降低能耗、降低成本、防止污染、改善劳动条件和提高生产率等方面都有十分重要的意义。
近年来,我国化工用钛的范围不断扩大,用量逐年增加,钛已成为化工装备中主要的防腐蚀材料之一。
其主要应用于蒸馏塔、反应器、压力容器、热交换器、过滤器、测量仪器、汽轮机叶片、泵、阀、管道、氯碱生产电极、合成塔内衬、其它耐酸设备内衬等。
钛作为一种优良的用于化工装置中的耐腐蚀结构材料,已经确立了它的地位,也愈来愈引起工程技术人员的重视。
1氯碱工业钛在各种酸、碱、盐介质中,除上述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,在氯碱工业中使用钛金属阳极和钛制湿氯气冷却器,收到很好的经济效果,被誉为氯碱工业中的一大革命。
氯碱工业是重要的基本原料工业,其生产和发展对国民经济影响很大。
这是因为钛对氯离子的耐腐蚀性能优于常用的不锈钢和其它有色金属。
目前氯碱工业中广泛采用钛来制造金属阳极电解槽、离子膜电解槽、湿氯冷却器、精制盐水预热器、脱氯塔、氯气冷却洗涤塔等。
这些设备的主要零部件过去多采用非金属材料(如石墨、聚氯乙烯等),由于非金属材料的力学性能、热稳定性能和加工工艺性能不够理想,造成设备笨重、能耗大、寿命短,并影响产品质量和污染环境。
因此,我国自70年代以来,开始陆续用金属阳极电槽和离子膜电槽代替石墨电槽,用钛制湿氯冷却器代替石墨冷却器,均取得良好的效果。
例如:钛制湿氯冷却器的应用。
食盐电解生产烧碱要产生大量的高温湿氯气,温度一般在75~95℃,需要经过冷却和干燥才能使用。
我国食盐电解制取氯气的生产,以前因为冷却工艺不合理或因冷却设备的腐蚀问题影响了氯气产量和质量,而且还严重地污染了环境。
耐高温湿氯气腐蚀的钛制冷却器投入生产,改变了氯碱工业中制取氯的生产面貌。
钛在高温湿氯气的环境中极耐腐蚀,钛在常温时的氯水中,腐蚀速率为0.000565mm/a;在80℃时的氯水中,钛的腐蚀速率为0.00431mm/a;在含95%湿氯气中,常温下钛的腐蚀速率为0.00096mm/a。
许多氯碱厂使用了钛制湿氯气冷却器后,有的使用了将近20年,至今仍然完好无损。
2纯碱工业纯碱是最基本的化工原料之一,它直接关系到国民经济的发展。
纯碱生产过程中,气体介质多为NH3和CO2, 液体介质多为NaCl、NH4Cl、NH4HCO3和Cl- 浓度较高的溶液,使用碳钢、铸铁材质进行碳酸化反应的碳化塔小管、热母液冷却器、冷却器、结晶外冷器等主体设备,均不耐腐蚀,腐蚀泄漏严重,使用寿命不超过三年。
1975-1977年,天津碱厂和大连化学工业公司建厂进行了钛应用示范工作,碳化塔冷却管63×2mm、钛平板换热器、钛外冷器、钛泵、CO2透平压缩机转子、Ti-6Al-4V合金叶轮等的应用效果很好,这为全行业进行用钛技术改造和新建三个年产60万吨纯碱厂起到了样板作用。
例如:某纯碱厂蒸馏塔顶部氨冷凝器应用纯钛管代替铸铁管。
氨冷凝器是纯碱生产过程中,将蒸馏塔蒸出的氨气进行冷凝的设备,它由两个铸铁冷却箱组成,每个箱的直径2.5m,高1.2m,箱内原装有Φ63×6×2986mm铸铁小管214根,两个箱共428根。
管内外均用热固性酚醛清漆防腐,管外介质为NH3、CO2、H2O蒸气,温度95℃左右。
管内走NH4Cl母液,与管外介质进行换热。
在此条件下,铸铁管腐蚀严重,使用一年即有部分管子腐蚀穿孔,2年已腐蚀损坏严重,停止使用。
为解决氨冷凝器内铸铁管严重腐蚀问题,将铸铁管全部替换为TA2钛管,规格为Φ60×2×3010mm,钛管管端与铸铁花板间用O型橡胶圈密封。
这是我国纯碱工业第一台蒸馏塔的冷却小管采用纯钛管。
投产使用二年多,曾抽管进行宏观检查,未发现腐蚀现象,预计使用寿命可达20年以上,可比铸铁管延长10倍。
由于钛管耐腐蚀,传热效率保持良好(铸铁管在3年一个大修期间,其传热效率前期好,中期差,后期就失效),管内NH4Cl母液预热回收热量,提高母液进入蒸馏塔的温度,可节约大量蒸汽,经济效益明显。
▲大连化学工业公司碱厂年产纯碱量为72万t,采用氨碱法和联合制碱法进行生产。
从70年代后期开始,为改变设备落后状况,一些主要设备逐步用钛材及钍设备进行更新。
1983年后,又进一步扩大了钛材的应用范围,现将应用情况简述如下。
2.1用钛管代替氨冷凝器中铸铁管氨冷凝器是纯碱生产过程中,将蒸馏塔蒸出的氨气冷凝的设备。
由两个冷却箱组成,箱内装有φ63mm*6mm*2986mm铸铁管214根。
管内外均用热固性酚醛清漆防腐,管外介质为NH3,C02、H2O蒸汽,温度在95℃左右,管内介质NH4Cl母液,与管外介质换热。
在此条件下,铸铁管腐蚀严重,使用1年即有部分管子腐蚀穿孔,两年时间,已腐蚀损坏严重, 在蒸馏塔3年大修时,氨冷凝器内的铸铁管全部换新。
1977年大连化学工业公司碱厂把解决氨冷凝器内铸铁管严重腐蚀问题列入科研项目,向宝鸡有色金属加工厂订购了规格为φ60mm*2mm*3010mm TA2管,于1979年安装。
这是该厂第一台钛列管设备,也是我国纯碱工业蒸馏塔首次采用纯钛管。
1979年12月投人生产,已用了14年,至今未发现腐蚀泄漏,效果良好。
根据1982年9月(投产2年零10个月)抽管检查鉴定,预计使用寿命可达20年以上。
由于钛管耐腐蚀,传热效率保持良好(铸铁管在3年期间,其传热效率前期好,中期差,后期失效),管内NH4Cl母液预热回收热量,提高了母液进入蒸馏塔的温度,可节约大量蒸汽,经济效益明显(见表1)。
表1 冷凝器采用钛管与铸铁管经济效益比较项目钛管铸铁管设备费使用寿命每年折旧费全年节约180000元预计20年9000元3000元24000元2年12000全年生产能力全年节约蒸汽蒸汽单价全年节约价值全年收益14.6万t4.38万t7元/t30.66万元15.33万元14.6万t2.17万t7元/t15.33万元全年总收益15.63万元0由表1可见,用钛管代替铸铁管,运转1年多即可收回钛管的全部投资,并节约大量检修工时。
到1980年该厂4台蒸馏塔顶部氨冷凝器全部采用了钛管。
另外,氮液蒸馏塔内部的两个水箱也安装了428根钛管,合计用钛管8t。
2.2用钛管代替碳化塔冷却铸铁管碳化塔是纯碱生产的关键设备,塔下部有8个冷却管,箱内装有铸铁管。
管内外均用热固性酚醛清漆防腐。
其接触介质,管外是由塔上部下来带有大量NaHC03结晶的氨盐溶液和塔下部进入的C02气体向上流动,管内走海水,塔内温度为50--68℃。
冷却管仅使用两年左右即有部分腐蚀穿孔,使用3年即需更换。
而且管端铅圈密封也经常泄漏,严重结疤,对生产影响很大。
1979年以来,先后在7台塔上应用TF1回收纯钛管及TA2纯钛管代替铸铁管。
1981年TF1回收纯钛管安装于5#塔,每根重为5.192Kg,总重量为8.17t,每吨当年价为7.35万示,共计60万元。
1982年4月投产,至今未发现腐蚀泄漏,预计使用寿命可达20年以上,如果使用寿命按20年计算,可节约大修费20万元;因大修停产少创产值864万元,利润少收入316万元;减少泄漏损失氨78.67t,盐240t,转化率提高节盐800t,合计6.2万元。
仅以上三项计算(不包括结疤造成减产、清扫管减产等),20年可比铸铁管减少损失合计342.2万元。
另外,还可以节约大量检修工时,改善操作环境。
1983年采用宝鸡有色金属加工厂生产的规格为φ63mm*2mm*3010mm TA2纯钛管,更换了13#塔4个冷却箱内铸铁管,共170t,当年每吨价格6.3万元。
该厂与大连制碱研究所共同进行了TA2纯钛管在碳化塔内插管试验,经运行406天和1149天两次抽查,均未发现管子有任何腐蚀现象,管子仍闪光如新。
2.3 TC4钛合金叶轮代替C02透平压缩机转子低合金钢叶轮C02透平压缩机叶轮原用35CrMoV低合金钢制造。
使用过程中,叶轮1、3级叶片进口受C02水雾腐蚀与冲蚀,短时间即不能使用。
叶轮经防腐处理,运转三个月则需进行检修,运转一年就需更换。
现用精铸TC4合金替代35CrMoV低合金钢(用钛120 kg),具有机械强度高,耐腐蚀,抗冲蚀,加工性能好等优点。
此叶轮于1981年1月5日起连续运转,安全平稳,维修工作量小。
运转5年后,经检查各级叶轮叶片进口完好,预计使用寿命可达20年以上。
改变了原来检修频繁状况,经济效益十分显著(参见表2)。
目前大连化学工业公司碱厂氨碱法4台、联合制碱法1台透平转子采用了TC4钛合金。
表2 钛合金与低合金钢转子经济效益比较项目低合金钢叶轮钛合金叶轮转子费使用寿命设备折旧节约费用一年检修次数每次检修费用全年检修费用全年节约费用一年停机次数一次停机天数一次停机损失全年停机损失全年总节约价值50000元一年50000元/年33000元9000元320天48000元14400060000元预计10年6000元/年44000元/年11000元1000元8000元120天48000元48000元148000元2.4用钛制外冷器代替钢制外冷器外冷器是用于冷却结晶器内氯化铵母液的设备,原系碳钢制造。
外冷器内列管虽经防腐处理,但因氯化铵母液腐蚀性强,使用寿命仅为4年左右。
如果防腐蚀层质量低劣,使用寿命仅1年左右。
1980年2月使用了纯钛制外冷器,外冷却器内有规格为φ51mm*2mm*6000mm 纯钛管511根。
运行5年,设备未发现腐蚀现象,仅有5根管子因振动被隔板磨损致坏。
至今已使用14年,预计使用寿命可达30年,经济效益比较见表3。
钛外冷器一次投资较高,当时每吨钛管14万元,但每年仍收益10595元。
而钢制外冷器检修频繁,还必须备有备用设备,以保证清洗和检修。
因此该厂14台外冷器,已有11台采用了钛制外冷器。
表3 钛制外冷器与钢制外冷器经济效益比较项目钛外冷器钢外冷器整台设备使用寿命每年折旧全年节约全年增产全年利润全年收益96万元预计30年32000元500元336.5t氯化铵100095元10595元13万元4年32500元2.5用钛板冷却器代替淋洒式铸铁排管氨碱法重碱车间将13#,18#,改用国产钛伞板冷却器,换热板片用TA2板制造,每台冷却面积为60 m2。