鈦制設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求

1、鈦制設(shè)備制作標(biāo)準(zhǔn)要求lxzb-qse-c-jsk-34-2008編 制：劉愛(ài)仙黃孝鵬 審 核：劉素云張金平 批 準(zhǔn)：周忠文受控狀態(tài)：分發(fā)號(hào)：版本號(hào)/修改號(hào)2008年3月1 用途鈦制化工設(shè)備應(yīng)用于氯堿行業(yè)較多，因?yàn)槁入x子對(duì)不銹鋼腐蝕較快， 可以說(shuō)，采用鋼和其他金屬制造的化工設(shè)備，一般都可以用鈦制造。2. 經(jīng)濟(jì)性由于鈦材的耐腐蝕性更優(yōu)，強(qiáng)度較高，所用鈦材的壁厚可較薄，因而材 料的用量也可減少。3. 設(shè)計(jì)要求鈦的力學(xué)性能隨溫度改變的情況，較一般碳素鋼、合金鋼大，其強(qiáng)度 指標(biāo)隨溫度上升而下降。工業(yè)存鈦不能通過(guò)熱處理來(lái)提高強(qiáng)度指標(biāo)。鈦的熱膨脹系數(shù)小，當(dāng)鈦和其他材料聯(lián)合使用時(shí)，要注意膨脹差引起 的應(yīng)力。鈦

2、的焊接多采用非熔化極惰性氣體保護(hù)焊（直流正接）。厚度操過(guò)3mm 的板材應(yīng)開(kāi)坡口。鈦焊接時(shí)易產(chǎn)生氣孔，適當(dāng)提髙焊縫形狀系數(shù)（焊縫斷 面的寬與深的比值）有助于防止氣孔的產(chǎn)生。因此，坡口角度可以比鋼制 的略大一些。坡口的鈍邊高度低一些，以保證焊透。為避免焊接接頭的塑 性下降，鈦焊接要求小電流、快速焊。因此坡口間隙要小。為此，設(shè)備的 縱焊縫和環(huán)焊縫兩側(cè)的不平行度、筒體端部與筒體母線的不垂直度應(yīng)有所 控制?；钐追ㄌm的焊環(huán)內(nèi)經(jīng)或設(shè)備筒體管孔與管子之間間隙也應(yīng)比鋼結(jié)構(gòu) 小。由于鈦的焊接綜合性能較差，焊縫應(yīng)避免位于受力最大處。鈦對(duì)表面缺陷敏感性大，忌諱表面有缺陷，而鈦的摩擦系數(shù)大、化學(xué)活性 高，在加工過(guò)程中表

3、面又極容易受擦傷或污染。如鈦在焊接、加熱等過(guò)程 中，保護(hù)用的惰性氣體純度不夠，加熱爐內(nèi)氣氛不合要求；使用不合適的 工具、與其他金屬接觸等，這些情況對(duì)鈦的耐腐蝕性能和理學(xué)性能都有較 大的影響。鈦設(shè)備不容易返修好，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)愈返修效果愈差的情況。4. 鈦及鈦合金的力學(xué)性能:牌號(hào)狀態(tài)抗拉強(qiáng) 度o b(n/mm2)規(guī)定殘余伸 長(zhǎng)應(yīng)力。ro. 2,(n/mm2)伸長(zhǎng)率os (%)常溫相 對(duì)密度熔點(diǎn)范 圍°c営溫?zé)?膨脹系 數(shù)常溫?zé)釋?dǎo)率ta2m(退火)440620$32025 354. 51668 17058.216. 3工業(yè)純鈦的塑性比碳鋼、不銹鋼差；鈦不耐液氟腐蝕，但耐不含游離氟化 氫的氣態(tài)

4、氟腐蝕(至少在10ctc以下)；鈦與干氯氣發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，產(chǎn)生嚴(yán) 重的腐蝕，甚至有爆炸的危險(xiǎn)，所以鈦不能適用于干氯氣中。鈦對(duì)各種溫 度和濃度的氯化物溶液都有較好的抗腐蝕能力。5. 制造要求5.1由于鐵等其他金屬熔于鈦焊縫中會(huì)形成硬而脆的金屬間化合物，極 大的降低焊縫塑性，除爆炸焊接和釬焊外，鈦不能直接熔焊在鋼上。5.2應(yīng)保證焊縫的熔池、焊縫反面及焊縫附近熱影響區(qū)的母材都能受到 惰性氣體的保護(hù)。鈦壓力容器焊接接頭的坡口應(yīng)釆用機(jī)械方法加工，其表面不得有裂紋、 分層、和加渣等。6. 鈦材的焊接特點(diǎn)鈦的熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性差、熱容量小、因而與鋼、鋁、銅等的焊接相比, 鈦的焊接熔池積累的熱量多、尺寸大、髙溫停留

5、時(shí)間長(zhǎng)，冷卻速度慢。在 正常的焊接工藝下，剛焊完的焊縫在長(zhǎng)度方向上超過(guò)600°c的區(qū)域要比不銹 鋼大1.5倍，比碳素鋼大2. 3倍，比鋁大16倍，比銅大23倍。而溫度在 40ctc以上的鈦焊縫和熱影響區(qū)均應(yīng)要求置于氨氣保護(hù)中，因此鈦焊接時(shí)不 但熔池要保護(hù)，焊后正在冷卻中的焊接接頭正面要保護(hù)，焊接接頭的背面 也應(yīng)當(dāng)保護(hù)。采用保護(hù)罩是鈦焊接的特點(diǎn)。7、施焊環(huán)境(1) 鈦材焊接應(yīng)在空氣潔凈、無(wú)塵、無(wú)煙的環(huán)境下進(jìn)行。（2）鈦材的焊接場(chǎng)所應(yīng)為獨(dú)立區(qū)域。若在有鋼材作業(yè)的車間內(nèi)，應(yīng)分割成 一個(gè)獨(dú)立的、封閉的鈦材焊接區(qū)。（3）承擔(dān)焊接接頭組隊(duì)的操作人員，必須戴潔凈的手套，不得觸摸坡口及 其兩側(cè)的附近

6、區(qū)域。嚴(yán)禁用鐵器敲打鈦材表面及坡口。（4）當(dāng)出現(xiàn)下列任一情況，且無(wú)有效防止措施時(shí)，禁止施焊：a）風(fēng)速三1. 5m/s；b）相對(duì)濕度80%；c）焊件溫度低于5°c；d）無(wú)防雪、防雨措施的室外作業(yè)（在有雨、雪時(shí)）。8、鈦及鈦合金焊接材料（1）焊絲不能從鈦板母材中裁條充當(dāng)焊絲。焊絲應(yīng)保持清潔、干燥，施焊前應(yīng) 切除端部已被氧化的部分。焊絲表面如有氧化應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗后方可使用。（2）所用氫氣純度不低于99.99%,其中氧含量低于0.002%、氮含量 低于0.005%、氫含量低于0.002%,水分低于0. 001mg/lo氣瓶壓力不得 低于05mpa。使用時(shí)要將保護(hù)氣系統(tǒng)如輸氣軟管、焊矩、拖罩中

7、的空氣置 換干凈。保護(hù)氣也可以用氮?dú)饣驓涞旌蠚狻＃?）鴿極焊接采用用肺鵠極。58鵠極加工形狀9、焊前準(zhǔn)備(1) 焊接接頭的坡口面必須采用機(jī)械方法加工。(2) 焊接清理焊件和焊絲焊前應(yīng)仔細(xì)清除焊縫兩側(cè)各20mm表面的氧化物、氮化物、 油污、水分和其他有機(jī)污染物，一般采用酸洗或砂輪、砂布打磨。對(duì)于容 器的縱環(huán)焊縫、角焊縫、換熱器的管與板的焊接、管焊縫等酸洗比較困難, 可用砂輪、砂布打磨坡口兩側(cè)，并注意將殘留的砂粉塵末清洗干凈。對(duì)于 焊絲、封頭、膨脹節(jié)和其他不易打磨的零件焊前應(yīng)酸洗，酸洗配方與工藝可參照表1。酸洗后應(yīng)用清水沖洗干凈。如工件無(wú)法酸洗，也可用硬質(zhì)合金 刮刀刮削，去除約0. 025mm厚

8、的金屬表面。以上清理后在焊前均應(yīng)用丙酮、無(wú)水酒精等溶劑(不能用甲醇)清洗待焊接區(qū)。不得用手觸摸與再污染。再污染后應(yīng)重新清理與清洗。表1酸洗配方與工藝no.酸洗液配方酸洗溫 度,°c酸洗時(shí)間，rain12%4%氫氟酸、30%40%硝酸，余為水w6023225ml/l鹽酸、50g/l氟化鈉25 3010 1532%氫氟酸、30%硫酸，余為水25 30510焊件組隊(duì)清洗后，應(yīng)立即進(jìn)行焊接。(3) 氣體保護(hù)裝置包括焊槍噴嘴保護(hù)熔池，拖罩保護(hù)冷卻中的焊接接頭的正面，墊板保護(hù) 焊接接頭背面。鈦焊接所用的焊槍與焊接鋁或不銹鋼的焊槍不同，常用 大直徑主噴嘴，手工焊時(shí)直徑為1 4 mm2 0 min,

9、自動(dòng)焊時(shí)為16mm22mm。 一般噴嘴下部為圓錐形，上部為圓柱形，噴嘴的保護(hù)氣流量為6l/min15l/mirio 托罩由容器廠自行制造，能保護(hù)溫度在40ctc以上的焊縫和熱影響區(qū), 托罩的形狀和尺寸應(yīng)隨焊件厚度、冷卻方式、焊接電流及焊縫形式等因素 而定。對(duì)于直焊縫，托罩的有效寬度約為20mm40mm,長(zhǎng)度為80mm120mm。 托罩常用厚度為1mm左右的紫銅板制作外殼，要求流出的氧氣分布均勻， 呈層流而不是紊流。托罩內(nèi)部的過(guò)渡處應(yīng)圓滑，盡量減少死角。托罩貼在 焊接區(qū)隨焊槍一起移動(dòng)。焊縫背面應(yīng)用托罩貼在焊接區(qū)背面隨焊槍一起移 動(dòng)。焊角焊縫時(shí)可在焊縫背面放一根一側(cè)鋸有小槽或鉆有小孔的銅管吹送 氫

10、氣。(4) 焊前預(yù)熱容器用鈦的焊接，不需要焊前預(yù)熱，應(yīng)盡量降低層間溫度，不要超過(guò) 315°co(5) 、定位焊縫應(yīng)符合下列規(guī)定： 、焊接定位焊縫的焊接材料和焊接工藝應(yīng)與正式焊接相同，且應(yīng)由合格 焊工施焊； 、定位焊縫采用鴿極氫弧焊，背面必須采用氫氣保護(hù)； 、定位焊縫應(yīng)均勻分布，定位焊縫的長(zhǎng)度宜為1015mm,高度宜為2 4mm,且不應(yīng)超過(guò)母材厚度的2/3； 、定位焊縫應(yīng)保證焊透及熔合良好，且不得有氣孔、夾查等缺陷； 、定位焊縫應(yīng)平緩過(guò)渡到母材上，且焊縫兩端應(yīng)磨削成緩坡。(6) 、焊接工藝要求 、焊接時(shí)，必須采用鵠極氫弧焊方法。 、焊接應(yīng)采用小線能量和保持電弧電壓的穩(wěn)定，并應(yīng)采用短弧不

11、擺動(dòng)或 小擺動(dòng)的操作方法。 、焊縫多層時(shí)，宜采用多道焊，底層焊道完成后，應(yīng)采用放大鏡檢查焊 道表面，每一焊道完成后均應(yīng)徹底清除焊道表面的溶渣并進(jìn)行檢查，消除 各種表面缺陷，每層焊道的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。 、焊接時(shí)焊縫背面必須采取氫氣保護(hù)措施。焊接過(guò)程中，焊絲的加熱端 應(yīng)置于保護(hù)氣體中。并且溫度在40(rc以上的鈦焊縫和熱影響區(qū)均應(yīng)要求置 于氫氣保護(hù)中。 、焊件表面嚴(yán)禁有電弧擦傷，且不得在焊件表面引弧和熄弧，焊接熄弧 時(shí)應(yīng)填滿弧坑，并應(yīng)磨去弧坑缺陷。(7) 焊后清理應(yīng)清除焊接飛濺、弧坑等，不合格的缺陷應(yīng)焊補(bǔ)。變形過(guò)大的工件可以校形。10、焊接工藝鈦的焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表2板厚(mm)焊接接頭形式焊接電流a焊

12、絲直徑mm焊接層數(shù)電弧電壓v正面壓 氣流量 l/min反面壓 氣流量 l/min1單面焊雙面成 形45 601. 5110 1510 15682單面焊雙面成 形80 1102123單面焊雙面成 形130150224雙面焊 (一 面封底焊)130170335雙面焊 (一 面封底焊)170336雙面焊140180348雙面焊1401903510雙面焊1502003612雙面焊1602103614雙面焊1602103811質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)11. 1焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)工作實(shí)行焊工自檢和專業(yè)檢驗(yàn)相結(jié)合的辦法。11. 2焊接接頭的檢查方法分外觀檢查和著色檢查兩種。檢查方法及范圍見(jiàn) 表3o表3焊接接頭的檢查方

13、法及范圍檢查方法范圍檢查人員檢查工具外觀檢查100%焊工用肉眼或低倍電光源放100%焊接質(zhì)量檢查員大鏡著色檢查100%焊接檢驗(yàn)員用410倍放大鏡11.3焊縫外觀檢查合格后，再進(jìn)行著色檢查。焊縫著色檢查不允許有任何 缺陷顯示。11.4返修后的焊縫必須重新進(jìn)行外觀檢查，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后方為合格。11. 5焊縫表面應(yīng)均勻、美觀、呈魚鱗狀。焊縫余高應(yīng)不大于0. 5mm, o11.6焊縫表面不允許有咬邊、裂紋、氣孔、未熔合、焊偏、管翻邊等缺陷。11.7焊縫表面顏色不允許出現(xiàn)紫色、藍(lán)色、灰色、金黃色。具體見(jiàn)表4表4鈦焊縫和熱影響區(qū)表面顏色的規(guī)定焊縫與熱影響區(qū)表面 顏色氫氣保護(hù)情況合格判斷處理方法銀白色良好合格不用其他處理金黃色尚好合格可不用處理藍(lán)色稍差只可用于非重要部位去除藍(lán)色紫色較差只可用于常壓容器去除紫色灰色差不合格去除紫色，去不掉處應(yīng)返修暗灰色差不合格返修灰白色很差不合格返修黃色粉狀物極差不合格返修11.8鈦表面生成的氧化膜的顏色與生成溫度有關(guān)系：在200°c以下為銀白 色、30ctc時(shí)為淡黃色、40ctc時(shí)為金黃色、500°c和600°c時(shí)為深藍(lán)色和紫 色，700°c到90ctc為各種灰色。溫度低時(shí)氧化色僅為表面薄層，可用酸洗