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在中國,低強度、低合金化鈦無縫管的生產技術比較成熟,在一些需耐高壓以及結構受力用管方面,一般采用厚壁鈦無縫管。但是,由于鈦無縫管成品率低、交貨周期長等因素的影響,使得大力發展鈦焊管已經成為鈦管行業的趨勢。與鈦無縫管相比,鈦焊管的綜合優勢越來越明顯,在日本、美國、歐洲等國家和地區,鈦焊管正逐步取代鈦軋制管。
1 鈦焊管與鈦無縫管力學性能基本一致
以換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管為例,國家標準為GB/T 3625—2007,美國標準為ASTMB338,鈦焊管與鈦無縫管在化學成分、力學性能和工藝性能等指標方面差異不大,甚至相同。隨著鈦焊管焊接及熱處理技術的進步,國內薄壁鈦焊管普遍采用單槍或多槍TIG/PAW 自熔焊接,焊接后采用在線熱處理工藝,通過優化焊接、退火工藝,使母材、焊縫、熱影響區的顯微組織基本上接近,同時消除了焊接應力,使焊縫組織均勻化。通過對比發現,鈦焊管焊縫成分與母材基本一致,焊縫力學性能、防腐蝕性能與母材無異。
2 鈦焊管的外觀及質量優于鈦無縫管
鈦焊管采用冷軋帶卷焊接而成,壁厚均勻,同心度好,光潔度好,管內不易結垢。尤其是薄壁鈦管,用無縫軋制工藝生產根本無法達到其技術要求。鈦無縫管經過軋制或拉拔工藝,很難做到壁厚1 mm以下;而鈦焊管可以做到壁厚0.5 mm及以下,節約了大量的材料及成本。同時由于鈦焊管壁厚較薄,可獲得更高的傳熱系數,取得更好的傳熱效果。
3 鈦焊管的成本和環保優勢突出
鈦無縫管生產工藝過程復雜,常規采用三輥或多輥軋機、拉拔機將一定規格的管坯經多道次軋制或拉拔,Z后經過減徑減壁后生產出無縫管。該工藝過程生產效率和成材率較低。鈦無縫管從海綿鈦到管材,通過軋制或拉拔,材料浪費較大,成材率只有50%左右,并且無法實現大規模批量生產,生產周期也相對較長。
而鈦焊管是通過自動化連續生產線,采用壁厚均勻的鈦帶卷經過冷彎成型、焊接、在線熱處理、定徑矯直、無損檢測和氣密性測試等工序生產而成。從海綿鈦到焊接管材,材料利用率通常在80%左右,如果以鈦帶卷為原材料,其材料利用率在95%以上。隨著國內鈦工業的迅速發展以及焊接技術日趨成熟,鈦焊管的生產效率也將大幅度提升,質量穩定性、一致性以及生產效率將會更高,可以按照客戶要求定尺切成所需長度,交貨期短,材料利用率高,單位成本較無縫管將會更低。
鈦無縫管通常采用軋制或拉拔等工藝生產。鈦管、鈦設備制造廠家生產過程中將會使用大量的軋制油、拉拔油等,生產現場污染嚴重。鈦管軋制、拉拔加工后,需要對管材內外表面的油脂、污物等進行脫脂、酸洗,酸洗過程對環境污染較大。為了保證操作人員的健康,保護環境,就必須增加防護設備及保護措施,因而也就增加了資金投入,產品生產成本也相應提高。而鈦焊管是通過自動化生產線連續大批量生產,質量穩定,生產效率高,生產過程中除一定的水電氣等能源消耗外,對環境幾乎沒有污染。