㈠ 钛合金是什么有什么特性
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。
特性:
1、首先肯定是钛靶可以做出很多种颜色,比如钛灰色,枪灰色,黑色,仿金色,咖啡色,蓝色,紫色等等还有很多。
2、其次钛附着力很好,对于陶瓷和玻璃基片也具有非常好的附着力,所以钛可用于附着力较差膜材的底膜材料。钛也可用作薄膜电阻或薄膜电容器的制作材料。
3、钛对活性气体的吸附性很强,蒸发在汞壁上的新鲜Ti膜形成一个高吸附能力的表面,有着优异的吸气性能,几乎能和除惰性气体以外的所有气体发生化学反应。这一性质使得Ti在超高真空抽气系统中作为吸气剂而得到广泛的应用,如用在钛升华泵、溅射离子泵中等。
4、耐腐蚀性能,钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。
(1)钛合金管件工程有哪些扩展阅读:
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。
氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
钛合金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。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
㈡ 钛的基础知识及钛合金的分类
◎ 一种金属元素,灰色,能在氮气中燃烧,熔点高。钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料,主要用于航天工业和航海工业。
从发现钛元素到制得纯品,历时一百多年。而钛真正得到利用,认识其本来的真面目,则是20世纪40年代以后的事情了。
地理表面十公里厚的地层中,含钛达千分之六,比铜多61倍。随便从地下抓起一把泥土,其中都含有千分之几的钛,世界上储量超过一千万吨的钛矿并不稀罕。
海滩上有成亿吨的砂石,钛和锆这两种比砂石重的矿物,就混杂在砂石中,经过海水千百万年昼夜不停地淘洗,把比较重的钛铁矿和锆英砂矿冲在一起,在漫长的海岸边,形成了一片一片的钛矿层和锆矿层。这种矿层是一种黑色的砂子,通常有几厘米到几十厘米厚。
钛没有磁性,用钛建造的核潜艇不必担心磁性水雷的攻击。
1947年,人们才开始在工厂里冶炼钛。当年,产量只有2吨。1955年产量激增到2万吨。1972年,年产量达到了 20万吨。钛的硬度与钢铁差不多,而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半,钛虽然稍稍比铝重一点,它的硬度却比铝大2倍。现在,在宇宙火箭和导弹中,就大量用钛代替钢铁。据统计, 目前世界上每年用于宇宙航行的钛,已达一千吨以上。极细的钛粉,还是火箭的好燃料,所以钛被誉为宇宙金属,空间金属。
钛的耐热性很好,熔点高达1725℃。在常温下,钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中。就连最凶猛的酸——王水,也不能腐蚀它。钛不怕海水,有人曾把一块钛沉到海底,五年以后取上来一看,上面粘了许多小动物与海底植物,却一点也没有生锈,依旧亮闪闪的。
现在,人们开始用钛来制造潜艇一——钛潜艇。由于钛非常结实,能承受很高的压力,这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行。
发展历程
钛元素发现于1789年,1908年挪威和美国开始用硫酸法生产钛白,1910年在试验室中第一次用钠法制得海绵钛,1948年美国杜邦公司才用镁法成吨生产海绵钛---这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。
中国钛工业起步于20世纪50年代。1954,北京有色金属研究总院开始进行海绵钛制备工艺研究,1956年国家把钛当作战略金属列入了12年发展规划,1958年在抚顺铝厂实现了海绵钛工业试验,成立了中国第一个海绵钛生产车间,同时在沈阳有色金属加工厂成立了中国第一个钛加工材生产试验车间。
20世纪60-70年代,在国家的统一规划下,先后建设了以遵义钛厂为代表的10余家海绵钛生产单位,建设了以宝鸡有色金属加工厂为代表的数家钛材加工单位,同时也形成了以北京有色金属研究总院为代表的科研力量,成为继美国、前苏联和日本之后的第四个具有完整钛工业体系的国家。
1980年前后,我国海绵钛产量达到2800吨,然而由于当时大多数人对钛金属认识不足,钛材的高价格也限制了钛的应用,钛加工材的产量仅200吨左右,我国钛工业陷入困境。在这种情况下,由当时国务院副总理方毅同志倡导,朱镕基和袁宝华同志支持,于1982年7月成立了跨部委的全国钛应用推广领导小组,专门协调钛工业的发展事宜,促成了20世纪80年代至90年代初期我国海绵钛和钛加工材产销两旺、钛工业快速平稳发展的良好局面。
综上所述,我国钛工业大致经历了三个发展期:即20世纪50年代的开创期,60-70年代的建设期和80-90年代的初步发展期。在新世纪,得益于国民经济的持续、快速发展,我国钛工业也进入了一个快速成长期。
钛耐腐蚀,所以在化学工业上常常要用到它。过去,化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢。不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸,每隔半年,这种部件就要统统换掉。现在,用钛来制造这些部件,虽然成本比不锈钢部件贵一些,但是它可以连续不断地使用五年,计算起来反而合算得多。
在电化学中,钛是单向阀型金属,电位很负,通常无法用钛作为阳极进行分解。
钛的最大缺点是难于提炼。主要是因为钛在高温下化合能力极强,可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。因此,不论在冶炼或者铸造的时候,人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。在冶炼钛的时候,空气与水当然是严格禁止接近的,甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用,因为钛会从氧化铝里夺取氧。现在,人们利用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用,来提炼钛。
人们利用钛在高温下化合能力极强的特点,在炼钢的时候,氮很容易溶解在钢水里, 当钢锭冷却的时候,钢锭中就形成气泡,影响钢的质量。所以炼钢工人往钢水里加进金属钛,使它与氮化合,变成炉渣一—氮化钛,浮在钢水表面,这样钢锭就比较纯净了。
当超音速飞机飞行时,它的机翼的温度可以达到500℃。如用比较耐热的铝合金制造机翼,一到二三网络也会吃不消,必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金而钛恰好能够满足这些要求。钛还能经得住零下一百多度的考验,在这种低温下,钛仍旧有很好的韧性而不发脆。
利用钛和锆对空气的强大吸收力,可以除去空气,造成真空。比方,利用钛制成的真空泵,可以把空气抽到只剩下十万万万分之一。
钛的氧化物——二氧化钛,是雪白的粉末,是最好的白色颜料,俗称钛白。以前,人们开采钛矿,主要目的便是为了获得二氧化钛。钛白的粘附力强,不易起化学变化,永远是雪白的。特别可贵的是钛白无毒。它的熔点很高,被用来制造耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
二氧化钛是世界上最白的东西, 1克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍,因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用作颜料的二氧化钛,一年多到几十万吨。二氧化钛可以加在纸里,使纸变白并且不透明,效果比其他物质大10倍,因此,钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。此外,为了使塑料的颜色变浅,使人造丝光泽柔和,有时也要添加二氧化钛。在橡胶工业上,二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。
四氯化钛是种有趣的液体,它有股刺鼻的气味,在湿空气中便会大冒白烟——它水解了,变成白色的二氧化钛的水凝胶。在军事上,人们便利用四氯化钛的这股怪脾气,作为人造烟雾剂。特别是在海洋上,水气多,一放四氯化钛,浓烟就象一道白色的长城,挡住了敌人的视线。在农业上,人们利用四氟化钛来防霜。
钛酸钡晶体有这样的特性:当它受压力而改变形状的时候,会产生电流,一通电又会改变形状。于是,人们把钛酸钡放在超声波中,它受压便产生电流,由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反,用高频电流通过它,则可以产生超声波。现在,几乎所有的超声波仪器中,都要用到钛酸钡。除此之外,钛酸钡还有许多用途。例如:铁路工人把它放在铁轨下面,来测量火车通过时候的压力;医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器,是锐利的水下眼睛,它不只能够看到鱼群,而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。
冶炼钛时,要经过复杂的步骤。把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭。但制造这种电炉又谈何容易!除了电炉的空气必须抽干净外,更伤脑筋的是,简直找不到盛装液态钛的坩埚,因为一般耐火材料部含有氧化物,而其中的氧就会被液态钛夺走。后来,人们终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉。这种电炉只有中央一部分区域很热,其余部分都是冷的,钛在电炉中熔化后,流到用水冷却的铜坩埚壁上,马上凝成钛锭。用这种方法已经能够生产几吨重的钛块,但它的成本就可想而知了。
元素名称:钛
元素原子量:47.87
元素在海水中的含量:(ppm)
0.00048
元素在太阳中的含量:(ppm)
4
元素类型:金属
核内质子数:22
核外电子数:22
核电核数:22
质子质量:3.6806E-26
质子相对质量:22.154
原子体积:(立方厘米/摩尔)
10.64
地壳中含量:(ppm)
5600
以下为增加内容:
氧化态:
Main Ti+4
Other Ti-1, Ti0, Ti+2, Ti+3
所属周期:4
所属族数:IVB
摩尔质量:48
氢化物:TiH4
氧化物:TiO
最高价氧化物化学式:TiO2
密度:4.54g/cm3
熔点:1660.℃
沸点:3287.0 ℃
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 658
M+ - M2+ 1310
M2+ - M3+ 2652
M3+ - M4+ 4175
M4+ - M5+ 9573
M5+ - M6+ 11516
M6+ - M7+ 13590
M7+ - M8+ 16260
M8+ - M9+ 18640
M9+ - M10+ 20830
外围电子排布:2 8 8 4
核外电子排布:2,8,10,2
晶体结构:晶胞为六方晶胞。
晶胞参数:
a = 295.08 pm
b = 295.08 pm
c = 468.55 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度:6
声音在其中的传播速率:(m/S)5090
颜色和状态:银灰色金属
原子半径:2
常见化合价:+2,+3,+4
发现人:格列高尔 发现年代:1791年
发现过程:
钛是英国化学家格雷戈尔(Gregor R W ,1762—1817。)在1791年研究钛铁矿和金红石时发现的。四年后,1795年,德国化学家克拉普罗特(Klaproth M H ,1743—1817。)在分析匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素。他主张采取为铀(1789年由克拉普罗特发现的)命名的方法,引用希腊神话中太旦神族“Titans”的名字给这种新元素起名叫“Titanium”。中文按其译音定名为钛。
格雷戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛,而不是金属钛。因为钛的氧化物极其稳定,而且金属钛能与氧、氮、氢、碳等直接激烈地化合,所以单质钛很难制取。直到1910年才被美国化学家亨特(Hunter M A )第一次制得纯度达99.9%的金属钛。
元素描述:
具有金属光泽,有延展性。密度4.5克/厘米3。熔点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。钛的主要特点是密度小,机械强度大,容易加工。钛的塑性主要依赖于纯度。钛越纯,塑性越大。有良好的抗腐蚀性能,不受大气和海水的影响。在常温下,不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀;只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。
元素来源:
钛属于稀有金属,在地壳中的丰度占第七位,有0.42%。用于冶炼钛的矿物主要有钛铁矿(FeTiO3)、金红石(TiO2)和钙钛矿等。矿石经处理得到易挥发的四氯化钛,再用镁还原而制得纯钛。
元素用途:
钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。
元素辅助资料:
钛的主要矿石是金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3,它的发现也正是从这两种矿石的分析而来。早在1791年英国英格兰西南端康沃尔(Cornwall)郡门拉陈(Menacan)教区的牧师格累高尔,也是一位科学家,分析出产在他教区内的一种黑色矿砂,也就是今天成为钛铁矿的矿石时发现了一种新的金属物质并命名为menacenite。三年后,1795年,克拉普罗特分析了匈牙利布伊尼克(Boinik)地区出产的金红石,认识到它是一种新金属的氧化物,具有抵抗酸、碱溶液的特性,借用希腊神话中大地的第一代儿子们泰坦神族Titans,命名这个金属为titanium,元素符号定为Ti。两年后,克拉普罗特证实格累高尔发现的menacenite就是钛。
钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性,已成为化工生产中重要的材料。
钛一般被认为是稀有金属,其实它在地壳中的含量相当大,比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大,甚至比氯、磷都大。
钛的冶炼
钛在1791年被发现,而第一次制得纯净的钛却是在1910年,中间经历了一百余年。原因在于:钛在高温下性质十分活泼,很易和氧、氮、碳等元素化合,要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。
工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛,再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿(精矿),发生下面的化学反应:
FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O
为了除去杂质Fe2(SO4)3,加入铁屑,Fe3+ 还原为Fe2+,然后将溶液冷却至273K以下,使得FeSO4·7H2O(绿矾)作为副产品结晶析出。
Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏钛酸沉淀,反应是:
Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4
锻烧偏钛酸即制得二氧化钛:
H2TiO3 == TiO2+H2O
工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO2(或天然的金红石)和炭粉混合加热至1000~1100K,进行氯化处理,并使生成的TiCl4,蒸气冷凝。
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO-
在1070K 用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得多孔的海绵钛:
TiCl4+2Mg=2MgC12+Ti
这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼,最后制成各种钛材。
钛及钛合金的特性、用途
纯钛是银白色的金属,它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g/cm3,比钢轻43% ,比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多,比铝大两倍,比镁大五倍。钛耐高温,熔点1942K,比黄金高近1000K ,比钢高近500K。
钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下,钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜,可以抵抗强酸甚至王水的作用,表现出强的抗腐蚀性。因此,一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。
液态钛几乎能溶解所有的金属,因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。
钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇,既能抗海水腐蚀,又能抗深层压力,其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% 。同时,钛无磁性,不会被水雷发现,具有很好的反监护作用。
钛具有“亲生物“’性。在人体内,能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械,制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时,这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。
钛在人体中分布广泛,正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg,其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞,使免疫力增强这一作用已被证实。
钛的化合物及用途
重要的钛化合物有:二氧化钛(TiO2)、四氯化钛(TiCl4)、偏钛酸钡(BaTiO3)。
纯净的二氧化钛是白色粉末,是优良的白色颜料,商品名称“钛白”。它兼有铅白(PbCO3)的遮盖性能和锌白(ZnO)的持久性能。因此,人们常把钛白加在油漆中,制成高级白色油漆;在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中;纺织工业
中作为人造纤维的消光剂;在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂,改善其性能;在许多化学反应中用作催化剂。在化学工业日益发展的今天,二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品,有着很高的附加价值,前景十分诱人。
四氯化钛是一种无色液体;熔点250K、沸点409K,有制激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解,冒出大量的白烟。
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
因此TiCl4在军事上作为人造烟雾剂,犹其是用在海洋战争中。在农业上,人们用TiCl4形成的浓雾地面,减少夜间地面热量的散失,保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害。
将TiO2和BaCO3一起熔融制得偏钛酸钡:
TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2-
人工制得的BaTiO3具有高的介电常数,由它制成的电容器有较大的容量,更重要的是BaTiO3具有显著的“压电性能”,其晶体受压会产生电流,一通电,又会改变形状。人们把它置于超声波中,它受压便产生电流,通过测量电流强弱可测出超声波强弱。几乎所有的超声波仪器中都要用到它。随着钛酸盐的开发利用,它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等。
钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而,生产成本之高,使应用受到限制。我们相信在不久的将来,随着钛的冶炼技术不断改进和提高,钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展。
钛产品:
钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。
类型:典化钛,工业纯钛, α 型钛, β 型钛, α +β型钛
主 要 特 性:
工业纯钛:工业纯钛的杂质含量较化学纯钛要多,因此其强度、硬度也稍高,其力学性能及化学性能与不锈钢相近,比起钛合金纯钛强度较好,在抗氧化性方面优于奥氏体不锈钢,但耐热性较差,TA1、TA2、TA3依次杂质含量增高,机械强度、硬度依次增强,但塑性韧性依次下降。
β 型钛:β型钛合金属可热处理强化,合金强度高、焊接性、压力加工性良好,但性能不稳定,且熔炼工艺复杂。
A、β钛板:0.5-4.0mm
B、眼镜板(纯钛):0.8-8.0mm
C、标板(纯钛):1 x 2m 厚度:0.5-20mm
D、电镀及其它行业用板(纯钛):0.1-50mm
用途:电子、化工、钟表、眼镜、首饰、体育用品、机械设备、电镀设备、环保设备、高尔夫球及精密加工等行业。
钛管规格:φ6-φ120mm 壁厚:0.3-3.0mm
钛管用途:环保设备、冷却管、钛发热管、电镀设备、戒指及各种精密电器用管等行业。
A、β钛丝规格:φ0.8-φ6.0mm
B、眼镜钛丝规格:φ1.0-φ6.0mm专用钛丝
C、钛丝规格:φ0.2-φ8.0mm挂具专用
钛丝用途:军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。
A、方棒规格:方条:8-12mm
B、磨光圆棒:φ4-φ60mm
C、毛棒、黑皮棒:φ6-φ120mm
钛棒用途:主要用于机械设备、电镀设备、医用、各种精密机件等行业。
㈢ 常用管件有哪些管件种类大全
导语 INTRODUCTION 管件是管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、支撑等作用的零部件的统称。管件包括的范围很广,常见的有法兰,活接,管箍,卡套,喉箍,三通等等。这些管件主要的用途是哪里呢?怎么分类呢?一起来看看本文为大家介绍的常用管件知识,希望对您有所帮助。
part1 按用途分
法兰:管子与管子之间相互连接的零件,主要用于管端之间的连接。
活接:也称油任,主要用于相匹配的五金配件连接,可以安装在各种管道接口使用。
管箍:工业管道连接中常用的一种配件,用来连接两根管子的一段短管。 卡套:属于不锈钢管道连接件,主要应用在水处理、市政供水系统等机械管道连接系统上。
喉箍:是理想的连接紧固件,适用于30mm以上的软硬管连接的紧固件,装配后外观美观。
冷拔三通:其作用就是改变流体的方向,能够把主管道的流体分到另外两个或者三个管子。
弯头:水暖安装中常用的一种连接用管件,用于管道拐弯处的连接,改变管路方向的管件。
弯管:采用成套弯曲模具进行弯曲,无论是哪一种机器设备及管道,大部分都用到弯管。
异径管:又称大小头,用于两种不同管径的连接,又分为同心大小头和偏心大小头。
异径弯头:在做90度转弯时让管道的口径发生变化,有热推弯头、冲压弯头、焊接弯头。
支管台:用于支管连接的补强型管件,代替使用异径三通、补强板、加强管段等连接型式。
三通:三通为管道连接件,又叫管件三通或者三通管件、三通接头,用在主管道要分支管处。
四通:用来连接四根通径相同并垂直相同的管子,主要用来用于分流或者转换方向的。
垫片:放在两平面之间以加强密封的材料,为防止流体泄漏设置在紧密封面之间的密封元件。
生料带:水暖安装中常用的一种辅助用品,用于管件连接处,增强管道连接处的密闭性。
线麻:水暖安装中常用的辅助用品,用来缠在管件丝扣上,可以困圆起到密闭作用,防止漏水。
法兰盲板:亦称盲法兰,实名叫盲板,是法兰的一种连接形式,其实就是中间没有孔的法兰。
管堵:指用于堵塞管道端部内螺纹的外螺纹管件,有方形管堵、六角形管堵等。
封头:是容器的一个部件,指用以封闭容器端部使其内外介质隔离的元件,又称端盖。
焊接堵头:用来保护焊接过程中焊接件上一些需要保护或容易受伤、变形的部位。
管卡:用于管路固定的管件,水暖安装中常用的一种管件,用于固定管道。
阀门:流体输送系统中的控制部件,具有截止、调节、导流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
补偿器:由其工作主体的波纹管和端管、支架、法兰、导管等附件组成,属于一种补偿带判元件。
除污器:防止管道介质中的杂质进入传动设备或精密部位,使生产发生故障或影响产品的质量。
补强管:补强是增加强度的意思。通过增加受力面积来改善区域的强度,基本上是锻件管。
卡环:是活动义齿修复的主要固位体,由金属制作,主要起固位、稳定和支持作用。
拖钩:指拖船上供扣挂拖缆,并便于解脱的钩具。可分弹簧拖钩、液压拖钩、遥控拖钩等。
吊环:是工业吊具的一种,起重机械中吊取重物的装置,常见的吊环有圆吊环、梨形环等。
托架:支承中间屋架的桁架称为托架,一般采用平行弦桁架,其腹杆采用带竖杆的人字形体系。
PART2 按连接方式分
焊接管件:用焊接的方法与管子连接的管道配件,包括弯头、法兰盘、三通、异径管、封头等。 螺纹管件:是带螺纹的管件,常用于水煤气管、小直径水管、压缩空气管和低压蒸汽管等。
卡套管件:是一种新型的快速管接件,有良好的密封性,且可反复使用,适用于油、气及一般腐蚀介质的管汪行塌路系统。
卡箍管件:用在对快接头之间起紧箍连接作用,包括卡箍、快装接头、硅胶密封垫圈、卡盘盲板等。
承接管件:由圆钢或钢锭模压锻造毛坯成型,经车床机加工成型的一种高压管道连接配件。
曲弹双熔管件:具有与待连接管材尺寸相同的端口,通过热熔对接焊实现连接的管件。
粘接管件:通过溶剂型粘接剂来实现连接的管件,如PVC塑料管等。
胶圈连接式管件:由管件主体、密封端盖、密封橡胶圈组合而成。
PART3 按材料分
铸钢管件:铸钢管的设计厚度又大又重,其焊接性差,碳含量高,所以焊缝需要现场热处理。
橡胶管件:主要用于工业、矿山、民用输送及吸引液体、气体,包括橡胶软管、橡胶密封垫、橡胶注浆管的等。
铸铁管件:用铸铁浇铸成型的管子,包括给水铸铁管、砂型离心铸铁直管、排水铸铁管等。 不锈钢管件:包含不锈钢弯头、不锈钢三通、不锈钢四通、不锈钢异径管、不锈钢管帽等。
塑料管件:以合成树脂为原料、加入稳定剂、润滑剂、增塑剂后经挤压加工而成。主要用作供水系统配管、排水、排气和排污卫生管、雨水管、电线穿线管等。
pvc管件:由聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂等配合后用热压法挤压成型,可分为PVC-U管、PVC-M管和PVC-O管。
石墨管件:指不透性石墨管与管件的组合,主要用于输送腐蚀性介质无金属离子污染,还具有良好的导热性能。
锻钢管件:用锻造的方法做出的件,锻造是用冲击力,锻打出来的件,包括锻钢法兰、锻钢异径管、锻钢三通等。 ppr管件:包括U型管卡、暗阀、等径三通、法兰、法兰铁环、管堵等,ppr关键连接采用热熔的方式,有较高的可塑性。
合金管件:由合金钢的材质制成,包括合金三通/四通、合金异径管、合金封头、法兰等。 PE管件:可用于用于各种软带之间的连接,如连接PE管道、UPVC、钢管等的连接。
abs管件:由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的树脂而制成,是一种高强度、高耐冲击、高卫生性能和高抗老化的工程塑料。
㈣ 技术与计量(安装)---合金钢及有色金属管道
四、合金钢及有色金属管道
(一)合金钢管道安装
1、合金钢管牌号
合金钢管主要用于输送高压高温水汽介质或高压高温含氢介质。
2、合金钢管安装
合金管道宜采用机械方法切断,管子切断前应移植原有标记。低温钢管严禁使用钢印。切口及坡口表面应平整。
合金钢管道的焊接,底宏迟凯层应采用手工氩弧焊,以确保焊口管道内壁焊肉饱满、光滑、平整,其上各层可用手工电弧焊接成型。合金钢管焊接应进行焊前预热和焊后热处理,预热时应使焊口两侧及内外壁温度均匀;焊后热处理应在焊接完毕后立即进行,若不能及时进行热处理的,则应焊接后冷却至300~350℃时进行保温。使之缓慢冷却。异种钢材焊前预热温度应按可焊性较差的一侧确定,焊后热处理的要求按合金成分较低的一侧进行,不合格的返修及硬度不符合规定的焊缝应重新进行热处理。
(二)不锈钢管道安装
1、常用不锈钢管
不锈钢按其金相组织分为:奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢;按耐腐蚀性能分为:耐大气腐蚀、耐酸碱腐蚀和耐高温不锈钢。不锈钢管具有较高的电极电位,表面致密氧化膜和均匀的内部组织以及很高的耐腐蚀性。
2、 不锈钢管道安装
(1) 不锈钢管及管件应有制造厂的合格证书、化学成分和力学性能等资料;外观不得有裂缝、起皮、机械损伤等现象,对表面机械损伤应进行修整并使其保持光滑,同时要进行酸洗及钝化处理;输送腐蚀介质的不锈钢管又未注明晶间腐蚀试验结果的,应进行晶间腐蚀的试验;不锈钢管的运输与存放应避免与碳钢材料相互碰撞、摩擦、挤压,同时应注意防止雨水、铁绣等的腐蚀。
(2) 不锈钢具有较高的韧性及耐磨性,因此宜采用机械和等离子切割机等进行切割,注意切割速度不宜过快,采用砂轮机切割或修磨时应使用不锈钢专用砂轮片,不得使用切割碳素钢管的砂轮,以免受污染而影响不锈钢管的质量。高压不锈钢管子切断前应移植原有标记。管子切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%,且不得超过3mm。
(3) 不锈钢管坡口宜采用机械、等离子切割机、砂轮机等制出,用等离子切割机加工坡口必须打磨掉表面的热影响层,并保持坡口平整。
(4) 不锈钢管组对时,管口组对卡具应采用硬度低于管材的不锈钢材料制作,采用螺栓连接形式。严禁将碳素钢卡具焊接在不锈钢管口上用来对口。
(5) 不锈钢管焊接一般可采用手工电弧焊及氩弧焊。为确保内壁焊接成型平整光滑,薄壁管采用全钨级氩弧焊,壁厚大于3mm时,应采用氩电联焊;焊接材料通常应与母材化学成分相近,且应保证焊缝金属性能和晶间腐蚀性能不低于母材;不锈钢(0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni13Mo2Ti)与碳素钢、低合金钢或耐热钢(Cr5Mo、12CrMo、15CrMo)之间的异种钢材焊接,宜选用A302或A307焊条,对不锈钢复合钢材的焊旦塌接,还应选用过渡层焊条。
焊接前应将坡口两侧20mm范围内的毛刺、污物、杂质清除干净,还应在距焊口4~5mm以外,焊口两侧40~50mm的长度区间内,用非金属片遮住或涂白垩粉,防止焊接时的飞溅物飞溅到管壁上。
壁厚大于16mm的管子焊前应预热。焊接后应对焊缝及附近表面进行酸洗及钝化处理。酸洗的目的是除去氧化皮,因焊接受热后都会产生一层氧化皮,将直接影响管道的耐腐蚀性能;钝化的目的是为了使不锈钢表面产生一层无色致密的氧化薄膜,起耐腐蚀作用。酸洗常用酸液或酸膏酸洗,酸液酸洗又有浸洗和刷洗两种方法。
(6) 法兰连接可采用焊接法兰、焊环活套法兰、翻边活套法兰。不锈钢法兰应使用不锈钢螺栓;不锈钢法兰使用的非金属垫片,其氯离子含量不得超过50×10-6。
(7) 不锈钢安装时不得用铁质的工具及材料敲击和挤压;在碳钢支、吊架与不锈钢管道之间应垫入不锈钢片使碳钢支、吊架与不锈钢管道不直接接触;不锈钢管道穿墙及穿楼板时应加装套管蔽唤,其间隙不应小于10mm并填塞绝缘物,绝缘物中不应含有铁质杂质。
(三) 钛及钛合金管道安装
1、常用钛及钛合金钢管
钛管的使用温度一般在-60~250℃,工作压力一般不超过10MPa。钛管管件采用管子焊制。钛的耐蚀性优异,与不锈钢的耐蚀性差不多,在某些介质中的耐蚀性甚至比不锈钢更高。钛在海水及大气中具有良好的耐腐蚀性,对常温下浓度较稀的盐酸、硫酸、磷酸、双氧水及常温下的硫酸钠、硫酸锌、硫酸铵、硝酸、王水、铬酸、苛性钠、氨水、氢氧化钠等耐蚀性良好,但对浓盐酸、浓硫酸、氢氟酸等耐蚀性不良。
2、钛及钛合金管道安装
(1) 钛及钛合金管及管件在安装前必须进行检查,应具有制造厂合格证和质量证明书(包括牌号、炉号、规格、化学成分和力学性能);内外表面应光滑、清洁、无针孔、裂缝、划痕、折叠和过腐蚀等缺陷;管材内、外表面的局部缺陷应予清除,清除后外径或壁厚不得有超出规定的负偏差值;其端部应平整无毛刺,壁厚应符合要求。钛及钛合金管运输及存入时应注意不与铁质材料接触、碰撞。
(2) 钛及钛合金管的切割应采用机械方法(手工锯、锯床、车床等),切割速度应以低速为宜,以免因高速切割产生的高温使管材表面产生硬化;钛管用砂轮切割或修磨时,应使用专用砂轮片;不得使用火焰切割。坡口宜采用机械方法加工。切口平面垂直偏差为管子直径的1%,且不得超过3mm;管子加工切断前,必须移植原有标记,以保证正确识别管子的材质。钛材管子易受铁离子污染,故移植标记时,不得使用钢印。
(3) 钛及钛合金管焊接应采用惰性气体保护焊或真空焊,不能采用氧一乙炔焊或二氧化碳气体保护焊,也不得采用普通手工电弧焊。焊丝的化学成分和力学性能应与母材相当;若焊件要求有较高塑性时,应采用纯度比母材高的焊丝。焊接设备应采用使用性能稳定的直流氩弧焊机,正接法。外表面温度高于400℃的区域均应用氩气保护。
(4) 钛及钛合金管安装时不得用铁质的工具及材料敲击和挤压;在碳钢支、吊架与钛及钛合金管道之间应垫入橡胶板或软塑料板,使其不与钛及钛合金管道直接接触;钛及钛合金管道穿墙及穿楼板时应加装套管,其间隙不应小于10mm,并填塞绝缘物,绝缘物中不应含有铁质杂质。
(5) 钛及钛合金管与其他金属管道可采用法兰连接,由于钛及钛合金材料价格较贵,故不采用钛材制作法兰。法兰连接方式有焊环活套法兰和翻边活套法兰,其中钛合金管只能使用焊环活套法兰。使用的非金属垫片一般为橡胶垫或塑料垫,并应控制氯离子含量不得超过50×10-6。
(四)铝及铝合金管道安装
1、常用铝及铝合金管
常用铝及铝合金管有纯铝L2、L3、L4等制造的铝管和防锈铝合金LF2、LF3、LF5、LF11、LF21等制造的铝合金管,使用温度为150℃(其中LF3、LF5、LF11的使用温度为66℃),还可用于低温(0~-196℃)介质中,适用压力一般不超过0.6MPa。
铝在多种腐蚀介质中具有较高的稳定性,铝的纯度越高,其耐腐蚀性越强。在铝中加入少量铜、镁、锰、锌等元素,就构成铝合金,其强度增加,但耐腐蚀性能降低。由于铝的力学强度低,且随着温度升高力学强度明显降低,铝管的使用温度不得超过200℃;对于有压力的管道,使用温度不得超过160℃。在低温深冷工程的管道中较多采用铝及铝合金管。
2、铝及铝合金管道安装
(1)铝及铝合金管安装前应进行外观检查,应无裂缝、起皮、氧化、大于0.03mm深度的纵向划痕等现象,壁厚符合要求;由于材质较软,运输与存放应注意避免碰撞、挤压、擦伤管材,存放时应与铁、不锈钢、铜等金属隔离,以免引起电化学腐蚀。
(2)铝及铝合金管安装前的管段调直,应逐段进行,使用木制等质地较软的工具,避免管子与钢平台及混凝土平台或砂石地面直接接触,以防管子表面刮伤、划伤;切割可用手工锯条、机械(锯床、车床等)及砂轮机,不得使用火焰切割;坡口宜采用机械加工,不得使用氧一乙炔等火焰;固定管子的器具与管子之间应垫以木板以免夹伤管子。
(3)铝及铝合金管连接一般采用焊接和法兰连接,焊接可采用手工钨极氩弧焊、氧一乙炔焊及熔化极半自动氩弧焊;当厚度大于5mm时,焊前应全部或局部预热至150~200℃;氧一乙炔焊主要用于焊接纯铝、铝锰合金、含镁较低的铝镁合金和铸造铝合金以及铝合金铸件的补焊。采用氧—乙炔焊时,焊前预热温度不得超过200℃。
(4)焊接后使焊缝接头在空气中自然冷却,直至能用手直接触摸时方可进行焊后的清理工作;用60~80℃的热水冲洗,并用毛刷或铜刷将焊缝区域内的残渣洗刷干净,然后用30%硝酸溶液洗涤,再用清水冲洗;干燥后如焊缝区域内仍有白色斑点,说明仍有溶剂未清理干净,必须重新处理,直至清除为止。
(5)管道支架间距应比钢管密一些,热轧铝管的支架间距可按相同管径和壁厚的碳钢管支架间距的2/3选取,冷轧硬化铝管按相应碳钢管3/4间距选取。管子与支架之间须垫毛毡、橡胶板、软塑料等进行隔离。
(6)管道保温时,不得使用石棉绳、石棉板、玻璃棉等带有碱性的材料,应选用中性的保温材料。
(五)铜及铜合金管道安装
1、常用铜及铜合金管
常用的铜管有紫铜管、黄铜管两种。紫铜(工业纯铜)管的常用牌号为:T2、T3、T4、TUR等;黄铜管(铜合金)的常用牌号为:H62、H68、H85、HPb59-1等,分为软质,半硬质和硬质三种。铜及铜合金通常应用在深冷工程和化工管道上,用作仪表测压管钱或传送有压液体管线,当温度大于250℃时不宜在有压力的情况下使用。
2、铜及铜合金管道安装
(1)供安装用的铜及铜合金管,表面与内壁均应光洁、无裂缝、结疤、层裂及气孔,黄铜管不得有绿锈和严重脱锌。外观检查:管壁厚小于等于2mm的,纵向划痕深度不得超过0.04mm,管壁厚大于2mm的,纵向划痕深度不得大于0.05mm;用作导管时纵向划痕深度不得超过0.3mm;偏横向的凸凹高度与深度不得大于0.35mm;瘢疤、碰伤、起泡及凹坑,其深度不得超过0.03mm,其面积不应超过管子表面积的30%。用作导管时其面积不应超过管子表面积的0.5%。
(2)铜及铜金管的切口可用手工钢锯、砂轮切管机;因管壁较薄且铜管质地较软,制坡口宜采用手工锉;厚壁管可采用机械方法加工;不得用氧一乙炔焰切割坡口。
(3)铜及铜合金管因热弯时管内填充物不易清理,应采用冷弯。管径大于100mm者采用压制弯头或焊接弯头,弯管的直边长度不应小于管径,且不应小于30mm。
(4)铜及铜合金管的连接方式有螺纹连接、焊接(承插焊和对口焊)、法兰连接(焊接法兰、翻边活套法兰和焊环活套法兰)。大口径铜及铜合金对口焊接也可用加衬焊环的方法焊接。
(5)黄铜管焊前预热温度为:壁厚5~10mm时,400~500℃;壁厚大于15mm时,550℃;黄铜管采用氧一乙炔焊时,预热宽度以焊口中心为基准,每侧150mm;焊接后,焊缝应进行焊后热处理,其温度为400~450℃;软化退火处理为550~600℃。热处理应在焊后及时进行。
(六)铸铁管道安装
1、铸铁管管材检验
铸铁管按材质可分为灰铸铁管和球墨铸铁管。铸铁管应有制造厂的名称或商标、制造日期及工作压力等标记,其外观检查每批抽10%检查其表面状况、涂漆质量及尺寸偏差;内外表面应清洁,不得有裂缝、冷隔、瘪陷和错位等缺陷;承插部分不得有粘砂及凸起,其他部分不得有大于2mm的粘砂及5mm的凸起;承口部分的根部不得有凹陷、其他部分的凹陷不得大于5mm;机械加工部位的轻微孔穴不应大于1/3厚度,且不应大于5mm;内外表面漆层应完整光洁,附着牢固。
2、铸铁管承插连接一般工序及方法
(1)管口处理。铸铁管口端的沥青及杂物可用火焰(如氧一乙炔焰或喷灯)烧掉并用钢丝刷清理。
(2)连接材料准备
1)油麻。2)橡胶圈。管道接口所用的橡胶圈不应有气孔、裂缝、重皮或老化等缺陷。装填时橡胶圈应平展、压实,不得有松动、扭曲、断裂等。
3)石棉水泥。石棉水泥重量配合比为:石棉:水泥=3:7;石棉水泥的水灰比为1:9或1:10,拌好的石棉水泥应在1h内用完,随用随拌。
4)膨胀水泥。膨胀水泥接口是以膨胀水泥:中砂:水=1:1:0.3的比例拌和成水泥砂浆接口。膨胀水泥按其成分不同又可分为自应力水泥接口和石膏氯化钙水泥接口。
5)青铅。将小铅块放入铅锅内,点火燃至铅熔化,拨开液铅表现浮层,视其颜色为紫红色则可使用。
(3)捻口
1)打油麻。
2)打橡胶圈。
3)石棉水泥填料密封。
4)膨胀水泥填料密封。
5)青铅填料密封。
(4)养护
1)石棉水泥与自应力水泥接口捻打完毕后,用湿泥土或湿草绳缠绕在接口上,并浇水进行养护。石棉水泥接口每天浇水2~4次,养护时间宜为3d。刚刚接口完毕的接口不允许直接泡在水中。并应湿养护1~2昼夜,寒冷季节应有防冻措施。
2)膨胀水泥接口在完成接口工作后,随即润湿养护。可用泥糊口,填土浇水养护。如冬季施工,抹口后用盐水和泥糊口,覆干土蓄热养护。管段亦覆干土保温。
(七)塑料管道安装,
1、常用塑料管道
常用的塑料管有:聚氯乙烯管(PVC)、聚乙烯管(PE)、聚乙烯夹铝复合管(PAP)、改性聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、热固性塑料管(GRP)、工程塑料(ABS)管、镀锌钢管衬塑复合管等。
(1)硬聚氯乙烯管(UPVC)。管件有注压管件和热加工焊接管件两种。UPVC管材通常可用螺纹连接、承插粘接,承插焊接、法兰连接。
(2)聚乙烯管(PE)。PE管材以密度区分,有低密度聚乙烯管(LDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)、高密度聚乙烯管(HDPE)。LDPE管材密度为0.91~0.925 g/cm3,质地较软、伸长率、耐冲击性能较好,耐化学稳定性和抗高频绝缘性能良好,工作压力为0.4MPa;MDPE管抗腐蚀、可塑性强、具有良好的柔性和抗蠕变性能,缺点是熔焊连接需技术熟练和特殊设备,且紫外线照射易老化;HDPE管密度为0.941~0.965 g/cm3,具有较高的强度及刚度,HDPE管材分PE63、PE80、PE100三个级别,它们在20℃下,在50年后还能保持最小强度达6.3MPa、8.0MPa、10.0MPa,对于允许设计应力分别为5MPa、6.3MPa、8MPa。目前国内产品的规格在de16~315mm之间,可达de630mm。对于HDPE管材,通常采用电熔合连接。
(3)聚丙烯管(PP)。PP管材密度为0.90~0.92g/cm3,无毒,价廉,但抗冲击强度差。通过共聚合的方法使聚丙烯改性,可提高管材的抗冲击强度等性能。管件的连接采用熔接方式。
(4)聚丁烯管(PB)。PB管抗腐蚀性能好、有伸缩性、可冷弯、轻便、使用安装维修方便、内壁光滑、能耐较高温度、适于输送热水。但紫外线照射会导致老化,易受有机溶剂侵蚀。聚丁烯管可采用热熔连接。小口径管也可采用螺纹连接。
(5)工程塑料管(ABS)。ABS管是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚物组成的热塑性塑料管,具有质优耐用的特性。其中丙烯腈具有耐热性、抗老性、耐化学性;丁二烯具有耐撞击性、高坚韧性、低温特性不变的性能;苯乙烯具有施工容易及管面光滑之特性。管件连接常采用承插粘结接口。在与其他管道连接时,可采用螺纹、法兰等过渡接口。
(6)镀锌钢管衬塑复合管。镀锌钢管衬塑有两种方式,一种是内喷衬聚乙烯,另一种是热镀锌钢管内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙烯、聚丙烯管,目前国内均有此两种方式的产品,前种衬涂层不易粘牢,不易衬匀,容易分层;后一种方式效果较好,而管件釆取内喷衬聚乙烯。管材组装也有两种方式,一种是通常壁厚的热镀锌钢管及管件,内挤压聚乙烯管或喷衬聚乙烯层后,仍套丝连接,价格较贵;另一种是薄壁热镀锌钢管及管件,内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙烯管或喷衬聚乙烯层,管材不套丝,采用快速接头工艺,管道装拆快捷,价格低廉,综合价格类同镀锌钢管,有良好的应用前景。
2、塑料管道安装
(1)管材检查与保管。管材表面应光滑、平整,不允许有气泡、裂口及显著的波纹、凹陷、杂质、颜色不均、分解变色等。塑料管应避免在粗糙场地上拖拉或猛烈的投掷,堆放时要放平整,注意防火、防止过热、防止有毒化学品的侵蚀,防止遭受日晒雨淋及冰冻,不应与金属管材混放。
(2)管子切断采用机械方法,一般用粗齿锯条的手工锯或木工锯。管段坡口可用木工锉加工,也可采用机械方法;公称直径小于20mm的管道应尽量用热弯弯头。在不能采用热弯弯头的情况下,可采用焊接弯头,焊接弯头的弯曲半径不应小于1.5DN,90°焊接弯头的节数不应少于3节,45°焊接弯头的节数不应小于2节。
(3)塑料管的连接方法有粘接、焊接、电熔合连接、法兰连接和螺纹连接等。
1)塑料管粘接。 塑料管粘接必须采用承插口形式,承口不得有裂缝、歪斜及厚度不均的现象,管道承插接头必须插足;聚氯乙烯管道采用过氯乙烯清漆或聚氯乙烯胶作为粘接剂;聚丙烯管道粘接前需先做表面活化处理后才可进行粘接,承接口有油污染时应用丙酮溶液擦拭后才能进行粘接。粘接时其间隙不得大于0.15~0.3mm,若过大时可均匀涂几遍粘合剂来调整,待符合要求后再粘接。
2)塑料管焊接。 塑料管管径小于200mm时一般应采用承插口焊接,插入深度应大于管径15~30mm,承受压力较高的管道,可先用粘接,外口再用焊条焊接补强。焊接一般采用热风焊。管径大于200mm的管子可采用直接对焊,焊好后,外面应套装一个套管,将套管两端焊接或粘接在管子上。套管长度为管径2.25~2.3倍。
3)电熔合连接。它是将电阻丝预先埋在管件中,在施工现场,只需将专用焊接仪的插头与管件的插口连接,便可将管件与管材熔合在一起,它要求管材与管件配合间隙适当,接触部位干净;HDPE管可以注塑热熔管件现场用热熔承插焊机对接方式连接;也可用热熔对接焊机将两管端面热熔后对接,其中较大口径管件是用多角焊机加工成型。
(八)衬胶管道安装
掌握衬胶管道的预制、安装规范
㈤ 钛合金如何进行焊接,有哪些需要注意的地方
目前针对TC4钛合金,多采用氩弧焊或等离子弧焊进行焊接加工,但该两种方法均需填充焊接材料,由于保护气氛、纯度及效果的限制,带来接头含氧量增加,强度下降,且焊后变形较大。采用电子束焊接和激光束焊接,研究了TC4钛合金的焊接工艺性,实现该种材料的精密焊接。
(1) 焊缝气孔倾向。焊缝中的气孔是焊接钛合金最普遍的缺陷,存在于被焊金属电弧区中的氢和氧是产生气孔的主要原因。TC4钛合金电子束焊接,其焊缝中气孔缺陷很少。为此,着重就激光焊接焊缝中形成气孔的工艺因素进行研究。
由试验结果可以看出,激光焊接时焊缝中的气孔与焊缝线能量有较密切关系,若焊接线能量适中,焊缝内只有极少量气孔、甚至无气孔,线能量过大或过小均会导致焊缝中出现严重的气孔缺陷。此外,焊缝中是否有气孔缺陷还与焊件壁厚有一定关系,比较试样试验结果可看出,随着焊接壁厚的增加,焊缝中出现气孔的概率增加。
(2) 焊缝内部质量。利用平板对接试样,采用电子束焊接和激光焊接来考察焊缝内部质量,经理化检测,焊缝内部质量经X射线探伤,达GB3233-87 II级要求,焊缝表面和内部均无裂纹出现,焊缝外观成型良好,色泽正常。
(3) 焊深及其波动情况。钛合金作为工程构件使用,对焊深有一定要求,否则不能满足构件强度要求;而且要实现精密焊接,必须对焊深波动加以控制。为此,采用电子束焊接和激光焊接方法分别焊接了两对对接试环,焊后对试环进行了纵向及横向解剖,来考察焊深及焊深波动情况,结果表明,电子束焊接焊缝平均焊深可达2.70mm以上,焊深波动幅度为-5.2~+6.0%,不超过±10%;激光焊接焊缝平均焊深约为2.70mm,焊深波动幅度为- 3.8~+5.9%,不超过±10%。
(4) 接头变形分析。利用对接试环来考察接头焊接变形,检测了对接试环的径向及轴向变形,结果表明,电子束焊接和激光焊接的变形都很小。电子束焊接的径向收缩变形量为f 0.05~f 0.09mm,轴向收缩量为0.06~0.14mm;激光焊接的径向收缩变形量为f 0.03~f 0.10mm,轴向收缩变形量为0.02~0.03mm。
(5) 焊缝组织分析。经理化检测,焊缝组织为a+b,组织形态为柱状晶+等轴晶,有少量的板条马氏体出现,晶粒度与基体接近,热影响区较窄,组织形态和特征较为理想。
经研究可得出:对于TC4钛合金,无论是激光焊接还是电子束焊接,只要工艺参数匹配合理,均可使焊缝内部质量达到国标GB3233-87Ⅱ级焊缝要求,实现TC4钛合金的精密焊接;焊缝外观成形良好,色泽正常;焊缝余高很小,无咬边、凹陷、表面裂纹等缺陷产生。
㈥ 钛管怎样焊接
氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等。3毫米以下厚度用钨极氩弧焊,毫米以上用熔化极氩弧焊。氩气纯度不低于99.99%,严格控制氩气中空气和水蒸气的含量。焊前进行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面处理。
由于钛及钛合金的化学活性大,易被氧气、氮气、氢气污染,所以不能采用焊条电弧焊、氧乙炔(或氧丙烷等)气焊、二氧化碳焊、原子氢焊等方式焊接。
(6)钛合金管件工程有哪些扩展阅读
钛为同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。
室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
1、α钛合金
它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。
2、β钛合金
它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进一步强化,室温强度可达1372~1666MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。
3、α+β钛合金
它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。
三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性最好,α+β钛合金次之,β钛合金最差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。
热处理:钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度;针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性;等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。
㈦ 钛合金常用哪些工件名称
20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外,20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金,并在工程上获得日益广泛的应用。
世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有20~30种,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
据相关统计数据,2012年我国化工行业用钛量达2.5万吨,比2011年有所减少。这是自2009年以来,我国化工用钛市场首次出现负增长。近些年来,化工行业一直是钛加工材最大的用户,其用量在钛材总用量的占比一直保持在50%以上,2011年占比高达55%。但随着经济陷入低迷期,化工行业不但新建项目明显减少,同时还将面临产业结构调整,部分产品新建产能受到控制,落后产能也将逐步淘汰的境地。受此影响,其对钛加工材用量的萎缩也变得顺理成章。在此之前,便有业内人士预测化工行业用钛量在2013~2015年间达到峰值。以当前市场表现看来,2012年整体经济的疲软有可能使得化工用钛的衰退期提前。
原理
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。
合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:
①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
性能
钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/立方厘米,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
强度高
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
热强度高
使用温度比铝合金高几网络,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。
抗蚀性好
钛合金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。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
低温性能好
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
化学活性大
钛的化学活性大,与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN硬质表层;在600℃以上时,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15 mm,硬化程度为20%~30%。钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生粘附现象。
钛合金制品
导热弹性小
钛的导热系数λ=15.24W/(m.K)约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
分类
钛是同素异构体,熔点为1668℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
共2张
STAN钛制品
α钛合金
它是α相固溶体组成的单相合