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钛管换热器的换热管与管板焊接工艺介绍摘要：文章介绍了以海水作为冷却介质的换热器中一种以爆炸复合钛钢板作管板、以钛管作换热管的换热管与管板焊接的工艺评定及生产制作中的焊接工艺。文章为钛制换热器的生产制造提供可借鉴经验。关键词：钛管换热管；复合钛钢板管板；换热管与管板工艺评定；生产制作滨海电站的换热器设备若采用常规不锈钢管做换热管、低合金钢作管板管板和换热管会在一两年内发生严重的点腐蚀、溃蚀等现象使用周期短不但成本高而且有碍生产。我公司设计制造的以钛管作为换热管、复合钛钢板作为管板的换热器经厂家使用取得了良好的抗腐蚀效果。文章将介绍此设备换热管与管板的工艺评定及生产制作工艺。1设备简介我公司为南方沿海某电厂390MW热电联产燃气蒸汽联合循环机组配套设计制造的水（除盐水）-水（海水）热交换器其结构图如图1所示公称通径DN1400mm换热面积1200m2总长11000mm热换管为西安宝钛美特法力诺？I19x0.5mmTA2钛焊管卧式平盖管箱折流杆换热器换热器型号SSL-1200-1单回程开式循环冷却水（海水）进入水-水热交换器管程将壳侧闭式循环冷却水（除盐水）冷却后排入循环水排水管闭式循环冷却水回水经闭式循环冷却水泵升压经过水-水热交换器冷却后向客户提供冷却水。1-前管箱2-管板3-前导流筒4-壳体5-折流圈6-换热管7-后导流筒8-后管箱图1钛管换热器结构图换热器壳体圆筒、壳体进出水管、进出水管法兰均为普通碳素结构钢Q235-B；管箱筒节用爆炸复合钛钢板（TA2+Q235-B）管箱进出水管用优质碳素结构钢20管（内衬丁基橡胶HY2D）管箱法兰亦为普通碳素结构钢Q235-B（内衬丁基橡胶HY2D）；管板采用爆炸复合钛钢板（TA2+Q345R）；换热管采用TA2钛管。该设备要求按GB151-1999《管壳式换热器》对主要焊缝的无损检测A、B类焊缝进行20%的射线探伤按照JB/T4730.2-2005标准的Ⅲ级合格。表1设计参数2材料化学成分及性能指标采用西安宝钛美特法力诺焊管有限公司生产的？I19×0.5mmTA2钛焊管作为换热管选择西安天力金属复合材料有限公司的爆炸复合钛钢板TA2/Q345R规格（4/56×？I1356mm）作为管板。2.1钛管（1）化学成分。TA2钛焊管的化学成分见表2。（2）性能指标。所用TA2钛管性能指标符合GB/T3625-2007《换热器及冷凝器用钛及钛合金管》要求。？I19×0.5mmTA2焊管性能见表3。表2TA2钛焊管的化学成分表3TA2钛管室温力学性能2.2爆炸复合钛钢板钛复合管板（TA2+Q345R）-（4+56）×D1356mm-B1符合NB/T47002.3-2009《钛-钢复合板》标准要求。其中管板覆层（TA2）符合GB/T3621-2007《钛及钛合金板材》要求基层（Q345R）符合GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板标准》要求。TA2覆层化学成分见表4。表4TA2钛板的化学成分3钛材焊接性能分析3.1气体及杂质污染对焊接性能的影响在常温下钛及钛合金是比较稳定的。但试验表明在焊接过程中液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用而且在固态下这些气体已与其发生作用。随着温度的升高钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升大约在250℃开始吸收氢从400℃开始吸收氧从600℃开始吸收氮这些气体被吸收后将会直接引起焊接接头脆化是影响焊接质量的极为重要的因素。焊接零件上的油污灰尘等杂质对焊接质量也有很大影响。（1）氢的影响是气体杂质中对钛的机械性能影响最严重的因素。焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能影响最为显著其主要原因是随缝含氢弹量增加焊缝中析出的片状或针状TiH2增多。TiH2强度很低使得焊缝冲击性能显著降低。焊接时注意采用低氢焊条或焊丝。（2）氧的影响。氧在钛的α相和β相中都有较高的溶解度并能形成间隙固溶相造成晶格相严重扭曲畸变造成钛及钛合金硬度和强度提高塑性却显著降低。为了保证焊接接应的性能除了在焊接过程中严防焊缝及焊接热影响区发生氧化外同时还应限制基本金属及焊丝中的含氧量。（3）氮的影响。在700℃以上的高温下氮和钛发生剧烈作用形成脆硬的氮化钛（TiN）而且氮与钛形成间隙固溶体时所引起的晶格歪挪程度比吸氧引起的后果更为严重因此氮对提高钛及钛合金焊缝的抗拉强度、硬度降低焊缝的塑性性能比氧更为显著。（4）碳的影响。碳也是钛及钛合金中常见的杂质实验表明当碳含量为0.13%时碳因深在α钛