淺析鈦制化工設備制造工藝流程控制要點分析
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摘 要：作為化工設備制造的主要防腐材料之一 ——“鈦”的應用在各個領域逐步擴大，用量持續上升。本文重點闡述了鈦制化工設備制造工藝流程控制要點，通過亦步亦趨地對設備制造工藝流程進行要點控制，使重點制造工藝流程一覽無余。為了給生產和質量檢驗帶來方便，也便于對鈦制化工設備進行驗收，需要持續加強對設備制造工藝、工藝流程控制要點進行改善。同時為鈦制化工設備的安全平穩運行提供基礎和保障。
關鍵詞：鈦制；化工設備；制造工藝流程；控制；要點
1 鈦材優劣點以及耐腐蝕的穩定性
與銅、鋁、鋼鐵等原材料相比較，鈦及鈦合金具有重量輕、強度高、綜合機械性能好等產品特點，加之，鈦及鈦合金具有無與倫比的強耐腐蝕性能、力學性能和工藝性能，被廣泛應用于航空航天、軍工生產、石油冶煉、金屬加工、冶金、發電等各個領域。唯一需要說明的是，使用鈦及鈦合金作為化工設備制造原料，首次成本投入要高出其它材質的原材料成本很多。但是，所謂的“物超所值”，比如銅鋁、鋼鐵等原材料在使用一年或半年就需要更新換代的話，鈦及鈦合金原材料能夠使用20年以上，其性價比根本沒有可比性。有權威化工部門做過科學預算，平均每噸鈦及鈦合金制材，可以節約大約十萬元的累計設備資金的投入。總體上看，還是鈦及鈦合金的原材料成本價格低廉。
鈦制設備具有較強的耐腐蝕性。由于鈦對氧的親和力超強，可以在設備表面生成一層氧化膜，這層致密氧化膜，能夠確保在堿性、酸性、中性鹽水溶液中和氧化性介質中都具有優良的穩定性。由于鈦具有明顯且強烈的吸氫現象，在還原性酸中很難耐腐蝕，所以，在使用鈦制化工設備時，當規避這種情況的發生。再有，假如鈦在氫氟酸、濃熱鹽酸、硫酸和磷酸中，這些溶液溶解鈦表面氧化膜，在這種情況下，鈦就會被腐蝕。如果鈦能夠接觸到以上溶液，有必要在這些溶液中加入金屬離子或氧化劑，用以保護鈦表面的氧化膜，增加鈦的穩定性。
2 鈦制化工設備制造工藝流程防護控制要點
鈦制化工設備制造工藝流程的防腐蝕設計具有著舉足重輕的意義。鈦與氧氣產生的致密氧化膜，這種氧化膜是焊接的嚴重障礙，造成非常嚴重的裂縫。比如制作一臺鈦制列管換熱器，當鈦管和管板在全位置焊接時，管頭的加熱面積需要用填充的氬保護管蓋跟蹤保護。
另外在制作鈦材設備，還需確保環境清潔、干燥；工件待焊接位置表面清潔干燥，無鐵粉塵污染。
由此，可以看到無論是對原材料的選擇還是緩蝕劑、表面處理等防腐技術的應用；無論是對熱處理、冷加工、焊接等工藝流程的控制還是對成本效益或經濟效益的考量；無論是對操作工序的考核還是對強度校核的監管，都需要相關科技工作人員將這些綜合因素不留死角的考慮進去。
3 鈦制化工設備制造中成形、焊接等工藝控制要點
鈦材要規避與碳鋼共同堆放在一起，鈦制化工設備的成形加工最好有專用制造場地。在鈦材成形加工中要注意對鈦材表面的檢查和保護。
用金屬鉛筆劃線，氣割作業時要堅決避免火花飛濺到鈦材表面；有氣體污染層的切口表面，建議用機械方法去除；由于鈦材屈服強度比較高，冷卷板時需要大變形力，所以對于有焊縫的板材要盡量采用熱成型方式；有效控制脹管變形率，后管端要進行必要地酸洗處理；為了防止組裝時表面機械劃傷和拉毛，盡量不要使用強度相對高的鋼制工具；在吊裝、敲擊鈦制設備時能夠采用銅質墊塊，運用橡膠或尼龍摻合氧化鋁的砂輪打磨。
試驗表明，鈦及鈦合金盡管在常溫下是比較穩定的。但是在焊接過程中，由于具有強烈吸收氫、氧、氮的液態熔滴和熔池金屬的作用下，隨著溫度的升高，鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升，這些氣體被吸收后，將會直接引起焊接接頭脆化，是影響焊接質量的極為重要的因素。焊接過程中氫由高溫熔池向較低溫的熱影響區擴散，氫含量的提高使該區析出TiH2量增加，增大熱影響區脆性，另外由于氫化物析出時體積膨脹引起較大的組織應力，再加上氫原子向該區的高應力部位擴散及聚集，以致形成裂紋。防止這種延遲裂紋產生的辦法，主要是減少焊接接頭氫的來源，必要時進行真空退火處理。
因此，在焊接時應該對焊縫及熱影響區進行氬氣保護，防止產生焊接保護不周所致的缺陷，降低設備的防腐效果。焊接冷卻后，焊縫顏色為銀白色或淡黃色，以銀白色最佳。
在進行壓力加工試驗前，要檢查好鈦材的表面質量，若有微裂紋、小孔、劃傷等缺陷要做預先處理。
4 結論
綜上所述，只要選材使用介質合理，設計結構科學，在鈦制化工設備制造過程中確保操作條件，保證焊接質量，被譽為“未來的金屬”的“鈦”的腐蝕是完全可以避免的。工藝流程過程中每一結構的生產工藝控制要點、檢驗步驟、合格標準都是導致最終產品在投產使用中達到最優化的絕對標準。
參考資料：
[1]金鑫.鈦制化工設備制造工藝流程控制要點分析[J].當代化工研究，2018（10）：139-140.
[2]蔡曄華.小議鈦制化工設備制造質量的有效控制[J].科技展望，2016，26（23）：74.
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