一、鈦管化學成分及機械性能:
ASTM B338/ASME SB338標準,材質(zhì)為Gr2鈦管的化學成分如下:
Ti:余量;雜質(zhì)含量中N≤0.03%;C ≤0.08%;H ≤0.015%;Fe≤0.30%;O≤0.25%
其他元素單一雜質(zhì)≤0.1%(可能含的非人為元素有鋁、礬、錫、鉻、鉬、鈮、鋯、鉿、鉍、鈀、銅、硅、鈷、鉈);其他元素雜質(zhì)總量≤0.4%。
機械性能為:抗拉強度≥345Mpa;屈服強度≥275 Mpa;延伸率≥20%
二、鈦管用于海水淡化的主要特性:
1、
密度小,比強度(強度/比重)高
金屬鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁而低于鋼、銅、鎳。但比強度位于金屬之首,是不銹鋼的3倍,是鋁合金的1.3倍;
2、
耐腐蝕性能好
鈦是一種非?;顫姷慕饘?,其平衡電位很低,在介質(zhì)中的熱力學腐蝕傾向大。但實際上鈦在許多介質(zhì)中很穩(wěn)定,如鈦在氧化性、中性和弱還原性等介質(zhì)中是耐腐蝕的。這是因為鈦和氧有很大的親和力,在空氣中或含氧的介質(zhì)中,鈦表面生成一層致密的、附著力強、惰性大的氧化膜,保護了鈦基體不被腐蝕。即使由于機械磨損也會很快自愈或重新再生。這表明了鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬。介質(zhì)溫度在315℃以下鈦的氧化膜始終保持這一特性。
3、
換熱性能好
金屬鈦的導熱系數(shù)雖然比碳鋼和銅低,但由于鈦優(yōu)異的耐腐蝕性能,所以壁厚可以大大減薄,而且表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝,減少了熱組,太表面不結(jié)垢也可減少熱阻,使鈦的換熱性能顯著提高。
4、
耐熱性能好
新型鈦合金可在600℃或更高的溫度下長期使用。
5、
化工耐低溫性能好
鈦合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的低溫鈦合金,其強度隨溫度的降低而提高,但塑性變化卻不大。
6、
抗拉強度與其屈服強度接近
鈦的這一性能說明了其屈強比(抗拉強度/屈服強度)高,表示了金屬鈦材料在成形時塑性變形差。由于鈦的屈服極限與彈性模量的比值大,使鈦成型時的回彈能力大。
三、海水淡化設備中鈦管將逐漸替代原來的銅合金管,兩者相比,鈦管具有以下優(yōu)點:
1、同樣作業(yè)條件下,鈦管的壁厚更薄,管材用量更少。一般,銅合金管等壁厚為0.9mm-1.2mm;用鈦管代替,在腐蝕性小的地方,可用壁厚為0.5mm的薄壁管。
2、鈦管的導熱性好。鈦熱導率為17W/(m·k),鋁黃銅的為lOOW/(m·k),70/30白銅的為29W/(m·k),鈦的熱導率最?。褂帽”阝伖埽瑢嵝噪m然比鋁黃銅差,但與90/10白銅相當,比70/30白銅的要好。
3、使用鈦管的性價比更高。鈦管價格可與銅合金管抗衡,由于鈦的密度低,壁厚相同時,同等長度的鈦管質(zhì)量只是銅合金管的50%,當鈦管壁厚為銅合金管的50%時,相同傳熱面積的鈦管質(zhì)量僅為銅合金管的1/4.可見,鈦管在價格方面是有競爭力的。
4、鈦管的使用壽命更長。由于海水常混有泥沙、海生物,它們在傳熱管內(nèi)及管端附著,會侵蝕銅合金管,銅合金還會受海水中Br-的腐蝕。而鈦管就不會出現(xiàn)這種問題,特別是為了殺死海水中的細菌,不得不注入氧時,更需使用耐蝕性好的鈦管。
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