钛及钛合金防腐应用
钛及钛合金在汽车上的应用

钛及钛合金在汽车上的应用
钛及其合金在汽车上的应用
一、汽车结构和零件
1、发动机结构:一般使用Ti-6Al-4V合金制成汽车发动机的结构件,如化油器支
架支架、进气管、凸轮轴、火花塞座等。
2、底盘结构:通常采用钛合金材料制成的汽车底盘的结构件,可以减轻车身重量,提高车辆抗冲击能力,增加车辆空气动力学的表现力和稳定性。
3、车身:在汽车车身的制造过程中,采用钛合金材料制造汽车车身,可以显著减
轻汽车重量,减少污染,节省燃料消耗,提高汽车性能。
二、汽车零部件
1、发动机部件:高强度的钛合金材料可用于制造发动机曲轴、曲轴头、活塞等零件,既能够提高燃料的燃烧效率,又具有耐腐蚀性和耐热性,有助于汽车发动机的性能和续航里程。
2、变速箱:钛合金制造的变速箱部件,能有效减少变速箱的重量和阻力,提高驱
动效率,发挥变速箱最大的动力性能。
3、刹车零件:采用钛合金制造的刹车零件,既坚硬耐用,又可以有效减轻刹车系
统的重量。
三、安全配件
1、安全带:利用钛合金纤维制成的汽车安全带,既有良好的拉力强度,而且可以
耐受高温环境的考验,有助于驾驶员安全出行。
2、可靠的汽车车帘:用钛合金制成的汽车车帘,表面有良好的防腐蚀性,使汽车
的安全性得到保障。
3、防撞材料:采用钛合金材料制成的汽车强化板,既具有良好的抗冲击性,而且
可以提高空气动力学表现力和汽车安全性。
钛板及钛合金板的性能及应用

钛板及钛合金板的性能及应用钛板是一种由纯钛或钛合金制成的金属板材。
它具有许多优良的性能,因此在许多领域有广泛的应用。
下面将详细介绍钛板及钛合金板的性能及其应用。
首先,钛板具有优良的抗腐蚀性能。
钛具有一种稳定的钝化膜,可以防止钛表面被进一步氧化或腐蚀。
这使得钛板在海水、酸、碱等恶劣环境下具有出色的抗腐蚀性能。
因此,钛板广泛应用于海洋工程、化工设备、医疗器械等领域。
其次,钛板具有优异的强度重量比。
由于钛的密度较低,相对强度较高,可以大幅减少结构的自重。
钛板在航空航天、船舶制造、汽车等领域的应用广泛,能够提高产品的性能和节约能源。
此外,钛板具有极佳的高温稳定性。
钛的熔点较高,能够在高温环境下保持稳定结构,不会发生变形或失去其性能。
这使得钛板在高温设备、航天器材、航空引擎等领域有重要的应用。
另外,钛板具有良好的可塑性和焊接性。
钛易于加工成各种形状的板材,并且能够与其他材料焊接,提高了产品的适应性和可靠性。
这使得钛板在建筑、化工、医疗等行业中能够满足各种复杂的设计需求。
最后,钛板还具有优异的生物相容性。
由于钛具有良好的生物相容性和无污染性,被广泛应用于医疗器械,如人工关节、牙科种植体等。
此外,钛板还可用于生物工程、食品加工等领域,因为它不会对人体或环境产生不良影响。
总之,钛板及钛合金板具有优异的抗腐蚀性能、强度重量比、高温稳定性、可塑性、焊接性和生物相容性等特点。
它们在许多领域有广泛的应用,如海洋工程、航空航天、船舶制造、汽车、化工设备、医疗器械、建筑等。
随着科学技术的进步,钛板及钛合金板在未来的应用前景将更加广阔。
钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施探讨

钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施探讨钛合金是一种高强度、低密度、高耐腐蚀性的重要材料,广泛应用于航空、航天、生物医学、化工、海洋等众多领域。
然而,由于其独特的物理化学性质和制造工艺限制,钛合金依然存在着腐蚀方面的问题。
本文将从钛合金腐蚀的基本原理入手,对钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施进行探讨。
一、钛合金腐蚀的基本原理钛合金的耐腐蚀性是由其表面氧化膜保护的。
氧化膜是一种致密、不溶性的氧化物层,可以防止氧、水分子和其他化学物质渗透到钛合金内部,从而防止腐蚀的发生。
然而,当钛合金表面氧化膜破损,外界的溶液就可以进入钛合金内部,会引起钛合金的腐蚀。
因此,钛合金的腐蚀行为与其表面氧化膜的质量和稳定性密切相关。
二、钛合金腐蚀的种类及表现1.普通腐蚀普通腐蚀是钛合金表面氧化膜部分或全部破损,导致钛合金与溶液中某些次要成分或成分物质相互作用所引起的电化学反应。
这种腐蚀表现为钛合金表面呈现出均匀的银灰色色泽,产生微小的凹洞和微细的气孔。
2.点蚀点蚀是指在钛合金表面局部区域出现的一些小的腐蚀窝孔。
这种腐蚀通常是在钛合金表面氧化膜破损处形成的。
点蚀一旦形成,会不断扩散、深入,最终导致钛合金失效。
3.应力腐蚀受应力作用的钛合金,在遭受化学腐蚀时,往往会发生应力腐蚀疲劳。
这种腐蚀是由多种因素相互作用导致的复杂过程,主要表现为钛合金表面出现裂纹、脆性断裂等。
三、钛合金腐蚀的防护措施1.氧化处理通过对钛合金表面进行氧化处理,可以形成致密、稳定、均匀的氧化膜,提高钛合金的耐腐蚀性能。
目前,钛合金氧化处理的常用方法有热氧化、电化学氧化等。
2.涂层技术利用涂层技术,对钛合金表面进行涂层,可以形成一层具有防腐蚀功能的保护层,从而提高钛合金的耐腐蚀性能。
目前,涂层技术的种类繁多,包括硅烷涂层、ZrO2涂层、CrN涂层等。
3.金属喷涂技术金属喷涂技术是一种把金属喷涂到钛合金表面的技术,可以生成一层与基材紧密结合的金属膜,从而提高钛合金的耐腐蚀性能。
钛及钛合金表面处理技术和应用

钛及钛合金表面处理技术和应用钛是一种重要的金属材料,具有优异的机械性能、抗腐蚀性能和生物相容性。
在众多的钛制品中,钛及钛合金表面处理技术和应用,是钛材料应用中的重要领域。
本文将对其进行探讨。
一、钛及钛合金表面处理技术1. 电解氧化电解氧化是一种常用的表面处理技术,通过电解过程使得钛表面生成氧化层。
该氧化层具有优异的抗腐蚀性和抗磨损性能,可以保护钛及钛合金表面,在医学领域、航空航天领域等具有广泛应用。
2. 化学镀膜化学镀膜是一种通过化学反应在钛表面附着有机分子的方法,从而生成膜层,从而改善钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性和机械性能。
此外,化学镀膜技术还可以使得钛表面呈现特殊的光泽和色彩。
3. 等离子喷涂等离子喷涂是一种高效的表面处理技术,通过把金属材料变成粉末后喷涂在钛表面上,从而实现钛和钛合金表面的表面改性。
该技术可以提高钛材料的耐磨性和抗腐蚀性,还可以使得钛表面更好的粘附其他物质。
二、钛及钛合金表面处理应用1. 医学领域钛及钛合金表面处理技术的应用在医学领域中具有非常广泛的应用。
可通过钛及钛合金表面处理技术及应用制造骨植入物、人工心脏瓣膜等医疗设备。
表面处理后,不仅可以提高钛材料的生物相容性,还可以使钛材料坚固耐用、耐磨、不易脱落,并降低钛材料的磨损程度。
2. 机械工程领域钛及钛合金表面处理技术在机械工程领域中也有广泛的应用。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等表面处理技术能够进一步提高钛材料的耐磨性、抗腐蚀性、耐高温性能以及抗振动性能。
3. 航空航天领域钛及钛合金表面处理应用在航空航天领域,广泛使用于航空发动机、涡轮机、航空船等部件。
表面处理技术能够大幅度提高钛及钛合金材料的耐腐蚀性和机械性能。
另外,在航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求都比较高,而化学镀膜技术可以满足这种需求。
三、结论钛及钛合金表面处理技术和应用是钛材料应用领域中的重要领域。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等技术处理后,不仅可以提高钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性、耐磨性和机械性能,还可以满足航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求,具有重要的应用价值。
钛及钛合金的应用

钛及钛合金的应用钛及钛合金是当今世界上最为具有前途的材料之一,因其优异的物理化学性质和良好的生物相容性,已经在航空、航天、医疗器械、化工、纺织、船舶、汽车、电子等领域广泛应用。
本文将介绍钛及钛合金的特性、加工及应用。
一、钛及钛合金的特性1.优异的机械性能:钛及钛合金的比强度、比刚度高于其他金属材料,弹性模量与钢相仿,但比钢轻近一半,同时具有良好的抗腐蚀性和高温抗氧化性能。
2.良好的生物相容性:由于金属表面的钝化膜和生物组织的相似性,钛及其合金在医疗领域应用广泛,能够与人体组织良好地结合,产生较少的副作用和排异反应,目前已广泛应用于人工关节、牙科、外科、整形手术等领域。
3.优秀的耐蚀性:钛及其合金具有良好的耐腐蚀性,能够在强酸、强碱、高盐或高温等较恶劣的环境中使用,并保持良好的物理化学性能。
二、钛及钛合金的加工钛及钛合金的加工比较困难,因为其化学稳定性比较强,强度较高且属于非常难切的金属材料。
因此,钛及其合金的加工需要采用特殊设备和工具,并且在加工过程中需要保证工作环境的洁净和干燥,以避免金属表面的氧化和污染,从而保证产品的质量和性能。
钛及钛合金的加工方法包括:锻造、轧制、拉伸、挤压、冲压等,此外钛及钛合金还可以采用CNC精密加工、电解抛光、光学加工等高端加工方法。
采用这些加工方法能够保证其精度高、表面光洁度好,能够满足不同领域中对材料性能要求的不同需求。
三、钛及钛合金的应用1.航空、航天领域:由于钛及钛合金的比重轻、机械强度高、抗腐蚀性强、及高温抗氧化性等优点,已经在航空、航天领域广泛应用,例如飞机机身、导弹发动机、卫星外壳等。
2.医疗器械领域:钛及钛合金在医疗器械领域应用广泛,例如人工关节、康复设备、牙科植体、眼科手术器械等。
3.化工领域:在化工领域中的应用主要体现在防腐蚀、高温、高压的设备等如化工催化剂、电解槽、填料等。
4.纺织、船舶、汽车等领域:钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性和高温性能,可以用于制造纺织用染色罐、船舶用装饰件和汽车的排气管和消音器等。
钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用

钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用随着科技的发展和技术的革新,航空行业的不断进步也成为了人们艰苦奋斗的宝贵贡献,而航空制造领域中,钛合金表面处理技术的应用就显得非常重要。
那么,本文将为大家详细介绍一下钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用。
一、钛合金的应用钛合金由于其重量轻、强度高、防腐蚀等特性,已经广泛应用于航空、航天和国防等领域。
在航空制造领域中,钛合金几乎是不可替代的材料。
它广泛应用于飞机、导弹、太空船、直升机和火箭等部件的制造中。
二、钛合金表面处理技术钛合金表面处理技术主要包括机械法、电化学法和物理气相沉积法(PVD)等。
1、机械法机械法钛合金表面处理技术主要是用砂纸、腐蚀剂、胶轮和针尖等机械工具对钛合金表面进行物理加工,处理后能够使钛合金表面更加光滑、细腻。
但是,这种方法处理后的钛合金表面仍然不能很好地保护钛合金的整体性能。
2、电化学法电化学法钛合金表面处理技术主要是通过电化学方法来清洗钛合金表面,除去表面的杂质和氧化层,以便更好地与其他金属和材料相配合。
这种技术质量更加稳定,但是如果操作不当也会破坏钛合金表面的成分。
3、物理气相沉积法(PVD)物理气相沉积法是采用真空技术将金属或金属化合物以一定的能量进行蒸发,然后在基底表面沉积形成薄膜。
PVD技术被广泛应用于钛合金表面处理中,特别是在飞机制造和航空发动机制造领域中。
三、钛合金表面处理技术的应用1、增强钛合金的机械性能钛合金表面处理技术可以改变钛合金表面的组成和结构,在钛合金材料表面形成一层新的涂层,从而改善其机械性能。
因此,在航空制造领域中,钛合金表面处理技术作为一种加工技术被广泛应用。
2、提高材料的耐腐蚀性钛合金有着出色的防腐蚀性能,但是在一些特殊环境下仍然难以满足要求。
而通过表面处理技术,可以将抗氧化、抗腐蚀等化学元素沉积在钛合金表面,从而提高其耐腐蚀性能,并对腐蚀雾的侵蚀提供有效的保护。
3、用于表面化学修饰在航空制造领域中,钛合金表面处理技术也用于表面化学修饰,可实现氢分子加入、气相氧化、电化学和光催化氧化等方法对表面进行修饰,从而获得特殊的超亲水性和超疏水性表面结构。
钛及钛合金材料应用

钛及钛合金材料应用首先,钛及钛合金材料在航空航天领域有着广泛的应用。
由于钛具有良好的比强度和耐热性能,因此可以用于制造航空器的重要部件,如发动机外壳、涡轮叶片、燃烧室、机身结构等。
同时,钛合金还具有较高的耐腐蚀性能,能够在极端的环境条件下长时间稳定运行,因此也适合用于航天器和卫星等空间应用。
其次,钛及钛合金材料在化工工业中具有广泛的应用。
钛合金具有良好的抗腐蚀性能,可以在酸碱等强腐蚀介质中长期使用,因此被广泛应用于化工设备、储罐、反应器等。
另外,钛材料还具有良好的生物相容性,可以用于制造人工关节、牙科种植物等医疗器械。
再次,钛及钛合金材料在汽车工业中有着重要的应用。
由于钛合金的密度较低、强度高,能够显著降低汽车的整体重量,提高燃油经济性能,减少环境污染。
目前一些高端汽车品牌已经开始采用钛及钛合金材料制造汽车发动机、底盘、车架等部件。
另外,钛及钛合金材料还广泛应用于海洋工程领域。
由于海水中盐含量高,腐蚀性强,因此对于海洋工程结构的材料要求较高。
钛合金具有良好的耐腐蚀性能,可以长期在海水中使用而不受腐蚀,因此被广泛应用于海水淡化设备、海洋平台、海洋船舶等。
此外,钛及钛合金材料还在其他领域如电子、电池、体育器材、眼镜框架等也有着重要的应用。
钛合金具有极高的强度和良好的弹性模量,使其成为制造高性能电池、高性能手机外壳等产品的理想材料。
总结起来,钛及钛合金材料由于其优秀的性能,广泛应用于航空航天、化工工业、汽车工业、海洋工程以及电子、电池等领域。
随着材料加工技术的进步,钛及钛合金材料的应用领域还将进一步扩大,为各个行业的发展提供更好的材料选择。
钛纳米聚合物防腐涂层制备及应用

钛纳米聚合物防腐涂层制备及应用
钛纳米聚合物防腐涂层制备及应用是一种新型的涂层技术,主要通过钛纳米颗粒和聚合物材料的复合制备而成。
该涂层具有优异的防腐性能和较长的使用寿命,可广泛应用于建筑、船舶、桥梁、油气储存设备等领域。
钛纳米聚合物防腐涂层的制备可以通过溶液法、喷涂法、浸渍法等多种方法实现。
首先,将钛纳米颗粒与聚合物材料进行混合,然后通过适当的工艺处理,使复合材料均匀分散,并形成一层均匀的涂层。
钛纳米聚合物防腐涂层的应用具有以下几个优势:
1. 高效防腐能力:钛纳米颗粒具有优异的氧化性能和抗腐蚀性能,可以有效防止金属表面的腐蚀作用,延长金属材料的使用寿命。
2. 低能耗环保:与传统的防腐涂层相比,钛纳米聚合物防腐涂层的制备过程中不需要高温、高压等条件,可以降低能耗,并减少对环境的污染。
3. 增加材料稳定性:钛纳米颗粒能够加强聚合物材料的力学性能和化学稳定性,提高涂层的抗刮擦、抗老化等性能。
4. 减少维护成本:由于钛纳米聚合物涂层具有较长的使用寿命和优异的防腐能力,可以减少设备的维护和修理成本,降低企业的运营成本。
总之,钛纳米聚合物防腐涂层是一种具有广泛应用前景的新型涂层技术,不仅可以提高金属材料的防腐性能,还可以减少能耗和维护成本,对促进工业发展和保护环境都具有重要意义。
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钛及钛合金的防腐应用钛的另一个显著特点是耐腐蚀性强,这是由于它对氧的亲合力特别大,能在其表面上生成一层致密的氧化膜,可保护钛不受介质腐蚀。
金属钛在大多数水溶液中,都能在表面生成钝化氧化膜。
因此,钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性,比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性都好,甚至可与铂比美。
但是,如果在某种介质中,能连续溶解钛表面氧化膜时,则钛在这种介质中便会受到腐蚀。
例如,钛在氢氟酸、浓的或热的盐酸、硫酸和磷酸中,由于这些溶液溶解钛表面氧化膜,所以钛被腐蚀。
如果在这些溶液中加入氧化剂或某些金属离子时,则钛表面氧化膜便会受到保护,此时钛的稳定属于增加。
一.化学工业在化工生产中,用钛代替不锈钢、镍基合金和其它稀有金属作为耐腐蚀材料,这对增加产量,提高产品质量,延长设备使用寿命、减少消耗、降低能耗、降低成本、防止污染、改善劳动条件和提高生产率等方面都有十分重要的意义。
近年来,我国化工用钛的范围不断扩大,用量逐年增加,钛已成为化工装备中主要的防腐蚀材料之一。
其主要应用于蒸馏塔、反应器、压力容器、热交换器、过滤器、测量仪器、汽轮机叶片、泵、阀、管道、氯碱生产电极、合成塔内衬、其它耐酸设备内衬等。
钛作为一种优良的用于化工装置中的耐腐蚀结构材料,已经确立了它的地位,也愈来愈引起工程技术人员的重视。
1氯碱工业钛在各种酸、碱、盐介质中,除上述四种无机酸和腐蚀性很强的氯化铝外,都具有很好的稳定性。
所以,钛是化学工业中优良的抗腐蚀材料,得到了越来越广泛的应用。
例如,在氯碱工业中使用钛金属阳极和钛制湿氯气冷却器,收到很好的经济效果,被誉为氯碱工业中的一大革命。
氯碱工业是重要的基本原料工业,其生产和发展对国民经济影响很大。
这是因为钛对氯离子的耐腐蚀性能优于常用的不锈钢和其它有色金属。
目前氯碱工业中广泛采用钛来制造金属阳极电解槽、离子膜电解槽、湿氯冷却器、精制盐水预热器、脱氯塔、氯气冷却洗涤塔等。
这些设备的主要零部件过去多采用非金属材料(如石墨、聚氯乙烯等),由于非金属材料的力学性能、热稳定性能和加工工艺性能不够理想,造成设备笨重、能耗大、寿命短,并影响产品质量和污染环境。
因此,我国自70年代以来,开始陆续用金属阳极电槽和离子膜电槽代替石墨电槽,用钛制湿氯冷却器代替石墨冷却器,均取得良好的效果。
例如:钛制湿氯冷却器的应用。
食盐电解生产烧碱要产生大量的高温湿氯气,温度一般在75~95℃,需要经过冷却和干燥才能使用。
我国食盐电解制取氯气的生产,以前因为冷却工艺不合理或因冷却设备的腐蚀问题影响了氯气产量和质量,而且还严重地污染了环境。
耐高温湿氯气腐蚀的钛制冷却器投入生产,改变了氯碱工业中制取氯的生产面貌。
钛在高温湿氯气的环境中极耐腐蚀,钛在常温时的氯水中,腐蚀速率为0.000565mm/a;在80℃时的氯水中,钛的腐蚀速率为0.00431mm/a;在含95%湿氯气中,常温下钛的腐蚀速率为0.00096mm/a。
许多氯碱厂使用了钛制湿氯气冷却器后,有的使用了将近20年,至今仍然完好无损。
2纯碱工业纯碱是最基本的化工原料之一,它直接关系到国民经济的发展。
纯碱生产过程中,气体介质多为NH3和CO2, 液体介质多为NaCl、NH4Cl、NH4HCO3和Cl- 浓度较高的溶液,使用碳钢、铸铁材质进行碳酸化反应的碳化塔小管、热母液冷却器、冷却器、结晶外冷器等主体设备,均不耐腐蚀,腐蚀泄漏严重,使用寿命不超过三年。
1975-1977年,天津碱厂和大连化学工业公司建厂进行了钛应用示范工作,碳化塔冷却管63×2mm、钛平板换热器、钛外冷器、钛泵、CO2透平压缩机转子、Ti-6Al-4V合金叶轮等的应用效果很好,这为全行业进行用钛技术改造和新建三个年产60万吨纯碱厂起到了样板作用。
例如:某纯碱厂蒸馏塔顶部氨冷凝器应用纯钛管代替铸铁管。
氨冷凝器是纯碱生产过程中,将蒸馏塔蒸出的氨气进行冷凝的设备,它由两个铸铁冷却箱组成,每个箱的直径2.5m,高1.2m,箱内原装有Φ63×6×2986mm铸铁小管214根,两个箱共428根。
管内外均用热固性酚醛清漆防腐,管外介质为NH3、CO2、H2O蒸气,温度95℃左右。
管内走NH4Cl母液,与管外介质进行换热。
在此条件下,铸铁管腐蚀严重,使用一年即有部分管子腐蚀穿孔,2年已腐蚀损坏严重,停止使用。
为解决氨冷凝器内铸铁管严重腐蚀问题,将铸铁管全部替换为TA2钛管,规格为Φ60×2×3010mm,钛管管端与铸铁花板间用O型橡胶圈密封。
这是我国纯碱工业第一台蒸馏塔的冷却小管采用纯钛管。
投产使用二年多,曾抽管进行宏观检查,未发现腐蚀现象,预计使用寿命可达20年以上,可比铸铁管延长10倍。
由于钛管耐腐蚀,传热效率保持良好(铸铁管在3年一个大修期间,其传热效率前期好,中期差,后期就失效),管内NH4Cl母液预热回收热量,提高母液进入蒸馏塔的温度,可节约大量蒸汽,经济效益明显。
▲大连化学工业公司碱厂年产纯碱量为72万t,采用氨碱法和联合制碱法进行生产。
从70年代后期开始,为改变设备落后状况,一些主要设备逐步用钛材及钍设备进行更新。
1983年后,又进一步扩大了钛材的应用范围,现将应用情况简述如下。
2.1用钛管代替氨冷凝器中铸铁管氨冷凝器是纯碱生产过程中,将蒸馏塔蒸出的氨气冷凝的设备。
由两个冷却箱组成,箱内装有φ63mm*6mm*2986mm铸铁管214根。
管内外均用热固性酚醛清漆防腐,管外介质为NH3,C02、H2O蒸汽,温度在95℃左右,管内介质NH4Cl母液,与管外介质换热。
在此条件下,铸铁管腐蚀严重,使用1年即有部分管子腐蚀穿孔,两年时间,已腐蚀损坏严重, 在蒸馏塔3年大修时,氨冷凝器内的铸铁管全部换新。
1977年大连化学工业公司碱厂把解决氨冷凝器内铸铁管严重腐蚀问题列入科研项目,向宝鸡有色金属加工厂订购了规格为φ60mm*2mm*3010mm TA2管,于1979年安装。
这是该厂第一台钛列管设备,也是我国纯碱工业蒸馏塔首次采用纯钛管。
1979年12月投人生产,已用了14年,至今未发现腐蚀泄漏,效果良好。
根据1982年9月(投产2年零10个月)抽管检查鉴定,预计使用寿命可达20年以上。
由于钛管耐腐蚀,传热效率保持良好(铸铁管在3年期间,其传热效率前期好,中期差,后期失效),管内NH4Cl母液预热回收热量,提高了母液进入蒸馏塔的温度,可节约大量蒸汽,经济效益明显(见表1)。
表1 冷凝器采用钛管与铸铁管经济效益比较项目钛管铸铁管设备费使用寿命每年折旧费全年节约180000元预计20年9000元3000元24000元2年12000全年生产能力全年节约蒸汽蒸汽单价全年节约价值全年收益14.6万t4.38万t7元/t30.66万元15.33万元14.6万t2.17万t7元/t15.33万元全年总收益15.63万元0由表1可见,用钛管代替铸铁管,运转1年多即可收回钛管的全部投资,并节约大量检修工时。
到1980年该厂4台蒸馏塔顶部氨冷凝器全部采用了钛管。
另外,氮液蒸馏塔内部的两个水箱也安装了428根钛管,合计用钛管8t。
2.2用钛管代替碳化塔冷却铸铁管碳化塔是纯碱生产的关键设备,塔下部有8个冷却管,箱内装有铸铁管。
管内外均用热固性酚醛清漆防腐。
其接触介质,管外是由塔上部下来带有大量NaHC03结晶的氨盐溶液和塔下部进入的C02气体向上流动,管内走海水,塔内温度为50--68℃。
冷却管仅使用两年左右即有部分腐蚀穿孔,使用3年即需更换。
而且管端铅圈密封也经常泄漏,严重结疤,对生产影响很大。
1979年以来,先后在7台塔上应用TF1回收纯钛管及TA2纯钛管代替铸铁管。
1981年TF1回收纯钛管安装于5#塔,每根重为5.192Kg,总重量为8.17t,每吨当年价为7.35万示,共计60万元。
1982年4月投产,至今未发现腐蚀泄漏,预计使用寿命可达20年以上,如果使用寿命按20年计算,可节约大修费20万元;因大修停产少创产值864万元,利润少收入316万元;减少泄漏损失氨78.67t,盐240t,转化率提高节盐800t,合计6.2万元。
仅以上三项计算(不包括结疤造成减产、清扫管减产等),20年可比铸铁管减少损失合计342.2万元。
另外,还可以节约大量检修工时,改善操作环境。
1983年采用宝鸡有色金属加工厂生产的规格为φ63mm*2mm*3010mm TA2纯钛管,更换了13#塔4个冷却箱内铸铁管,共170t,当年每吨价格6.3万元。
该厂与大连制碱研究所共同进行了TA2纯钛管在碳化塔内插管试验,经运行406天和1149天两次抽查,均未发现管子有任何腐蚀现象,管子仍闪光如新。
2.3 TC4钛合金叶轮代替C02透平压缩机转子低合金钢叶轮C02透平压缩机叶轮原用35CrMoV低合金钢制造。
使用过程中,叶轮1、3级叶片进口受C02水雾腐蚀与冲蚀,短时间即不能使用。
叶轮经防腐处理,运转三个月则需进行检修,运转一年就需更换。
现用精铸TC4合金替代35CrMoV低合金钢(用钛120 kg),具有机械强度高,耐腐蚀,抗冲蚀,加工性能好等优点。
此叶轮于1981年1月5日起连续运转,安全平稳,维修工作量小。
运转5年后,经检查各级叶轮叶片进口完好,预计使用寿命可达20年以上。
改变了原来检修频繁状况,经济效益十分显著(参见表2)。
目前大连化学工业公司碱厂氨碱法4台、联合制碱法1台透平转子采用了TC4钛合金。
表2 钛合金与低合金钢转子经济效益比较项目低合金钢叶轮钛合金叶轮转子费使用寿命设备折旧节约费用一年检修次数每次检修费用全年检修费用全年节约费用一年停机次数一次停机天数一次停机损失全年停机损失全年总节约价值50000元一年50000元/年33000元9000元320天48000元14400060000元预计10年6000元/年44000元/年11000元1000元8000元120天48000元48000元148000元2.4用钛制外冷器代替钢制外冷器外冷器是用于冷却结晶器内氯化铵母液的设备,原系碳钢制造。
外冷器内列管虽经防腐处理,但因氯化铵母液腐蚀性强,使用寿命仅为4年左右。
如果防腐蚀层质量低劣,使用寿命仅1年左右。
1980年2月使用了纯钛制外冷器,外冷却器内有规格为φ51mm*2mm*6000mm 纯钛管511根。
运行5年,设备未发现腐蚀现象,仅有5根管子因振动被隔板磨损致坏。
至今已使用14年,预计使用寿命可达30年,经济效益比较见表3。
钛外冷器一次投资较高,当时每吨钛管14万元,但每年仍收益10595元。
而钢制外冷器检修频繁,还必须备有备用设备,以保证清洗和检修。
因此该厂14台外冷器,已有11台采用了钛制外冷器。
表3 钛制外冷器与钢制外冷器经济效益比较项目钛外冷器钢外冷器整台设备使用寿命每年折旧全年节约全年增产全年利润全年收益96万元预计30年32000元500元336.5t氯化铵100095元10595元13万元4年32500元2.5用钛板冷却器代替淋洒式铸铁排管氨碱法重碱车间将13#,18#,改用国产钛伞板冷却器,换热板片用TA2板制造,每台冷却面积为60 m2。