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    我國鈦管、鈦合金管在冷卻器領域的應用

    [ 信息發布:管理員 | 發布時間:2019-11-14 | 瀏覽:3310次 ]

    鈦管、鈦合金管在冷卻器領域的應用概述

    鈦及鈦合金由于具有比強度高、熱穩定性好、耐腐蝕及無磁性等優異性能,被譽為“太空金屬”、“海洋金屬”,廣泛應用于航空航天、化工、石油、冶金、電力及船舶等領域。20世紀50年代以來,鈦已經發展成為飛機的主要結構材料,并成為制造高性能航空發動機風扇、壓氣機輪盤和葉片等重要構件的首選材料。隨著航空航天工業的不斷發展,鈦合金工業作為起步較晚的新興工業得到了迅速發展,尤其是近幾年來,在中國市場的帶動下,國際鈦合金的產量和市場需求量都經歷了一個高速發展期,全球近4年的鈦產量翻了一翻。


    鈦冷卻器(Titanium Condenser),為制冷系統的機件,屬于鈦換熱器的一種,能把氣體或蒸氣轉變成液體,將鈦管中的熱量,以很快的方式,傳到鈦管附近的空氣中。冷卻器工作過程是個放熱的過程,所以冷卻器溫度都是較高的。
    發電廠要用許多冷卻器使渦輪機排出的蒸氣得到冷凝。在冷凍廠中用冷卻器來冷凝氨和氟利昂之類的制冷蒸氣。石油化學工業中用冷卻器使烴類及其他化學蒸氣冷凝。在蒸餾過程中,把蒸氣轉變成液態的裝置也稱為冷凝器。所有的冷卻器都是把氣體或蒸氣的熱量帶走而運轉的。



    鈦和鈦合金管的國內外生產及應用

    全球鈦材生產國主要有8個,根據產量排名依次是美國、俄羅斯、日本、中國、英國、法國、德國和意大利。近年來,受包括中國、日本在內的亞洲各國經濟增長的拉動,特別是以中國為核心的石化、軍工等行業用鈦量的快速增長,世界鈦材的需求量迅速增加。每年以兩位數的幅度增長。美國是世界上鈦材需求第一大國。也是生產第一大國,2012年產量超過3.5萬噸;俄羅斯鈦材產量居全球第2位,2012年產量在3.0萬t左右;中國2012年生產鈦材約2.8萬t,且2013年有望突破3.0萬t;日本2012年的產量也達到了1.9萬t左右;歐洲近兩年鈦材的產量變化不大。不過相比較發達國家在鈦材的深加工及應用上的優勢,國內的鈦材發展還比較粗放,多數還停留在原材料或粗品加工上,少量具有較高技術含量的成品主要應用于軍品中,由于成本等原因無法向民用領域大規模推廣。

    在國外,如英國IMI公司研制的M1834合金、美國Timet公司研制的Ti-1100鈦合金等鈦合金系列均己成為先進航空發動機上的主要材料。TIMT公司的ExhaustXT合金、KoBE STEEL公司的Ti- 1.2ASN合金以及NIPPON STEEL公司的TI-lCu-0.5Nb合金等,由于室溫塑性和高溫抗氧化性能較好,已陸續應用于汽車排氣系統。

    我國鈦管、鈦合金管在冷卻器領域的應用

    目前我國經濟保持高速、健康發展,為國內鈦工業的發展提供了良好的市場環境。國內化工用鈦、電力用鈦、海洋開發用鈦、汽車業用鈦、生物工程用鈦等發展迅速,尤其是中國新近開展的大飛機計劃也極大地拉動了國內市場對鈦材的需求,這些都成為國內鈦工業發展的主要動力。這既是國內鈦合金生產企業的一次巨大的發展機遇,同時也是對國內鈦合金行業的一次嚴峻的挑戰,這都要求鈦合金企業提高產品的技術含量、優化產業結構、提升自身的管理水平。相信中國的鈦工業經過幾年的追趕后,能在全球鈦工業領域內發揮越來越重要的作用。


    國內外鈦管冷卻器工藝

    國外鈦管高效空冷器的制造工藝大部分采用浸鋅工藝,由于沒有經過鈦管與散熱片擴脹(過盈)結合,在鈦管和散熱片之間的間隙較大,具有較大的傳熱熱阻,對比同樣的制造工藝,可知該種工藝的傳熱熱阻比內部擴脹的要大15~25%,也就是空冷卻器的傳熱系數要下降10~15%。

    我國鈦管、鈦合金管在冷卻器領域的應用瓶頸

    國外鈦管與管板之間的連接方式采用常規的脹接方式,脹接長度為管板厚度的90%,則管板的10%的長度是鈦管和管板有1mm的間隙,而該種結構應用于高鹽份、高水分的空氣環境中,對于管板使用復合板材料(降低產品的成本)的要求下,鈦管與管板之間易發生電化學腐蝕,導致管板發生點腐蝕,從而發生鈦管與管板之間的連接結構失效,而出現泄漏,使汽輪發電機出現故障。

    該項目核電汽輪發電機空氣冷卻器的制造工藝及關鍵的工藝參數,國外目前處于保密階段,就是國外空冷器的中國獨資企業也沒有能力制造同類鈦管空氣冷卻器。

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