ไทเทเนียมเชื่อมในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

การเชื่อมมีบทบาทสำคัญในการผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไทเทเนียม เทคนิคการเชื่อมไทเทเนียมใช้เพื่อเชื่อมส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเข้าด้วยกัน เช่น ท่อไทเทเนียม แผ่นเพลท และข้อต่อ เทคนิคการเชื่อมทั่วไปที่ใช้สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไทเทเนียมคือการเชื่อม TIG (ก๊าซเฉื่อยทังสเตน) การเชื่อมอาร์กพลาสมา และการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน

การเชื่อม TIG เป็นเทคนิคการเชื่อมที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไทเทเนียม เทคนิคการเชื่อมนี้ใช้อิเล็กโทรดทังสเตนที่ไม่สิ้นเปลือง-เพื่อสร้างส่วนโค้ง ซึ่งจะละลายโลหะฐานและลวดตัวเติม ทำให้เกิดการหลอมรวมระหว่างลวดทั้งสอง ลวดเติมที่ใช้ในการเชื่อม TIG โดยทั่วไปแล้วจะเป็นเกรดของไททาเนียมเหมือนกับโลหะฐานเพื่อให้แน่ใจว่าข้อต่อแข็งแรงและทนทานต่อการกัดกร่อน- การเชื่อม TIG ให้การควบคุมกระบวนการเชื่อมที่ดีเยี่ยม และทำให้เกิดการเชื่อมคุณภาพสูง-โดยมีการบิดเบือนน้อยที่สุด

การวิเคราะห์

1. อิทธิพลของก๊าซและมลพิษจากสิ่งเจือปนต่อประสิทธิภาพการเชื่อม

1.1. อิทธิพลของไฮโดรเจนเป็นปัจจัยที่ร้ายแรงที่สุดที่ส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของไทเทเนียมท่ามกลางก๊าซเจือปน การเปลี่ยนแปลงปริมาณไฮโดรเจนของรอยเชื่อมมีผลกระทบที่สำคัญที่สุดต่อประสิทธิภาพการกระแทกของรอยเชื่อม สาเหตุหลักก็คือ การเพิ่มปริมาณระเบิดไฮโดรเจนในแนวเชื่อมจะเพิ่มปริมาณเกล็ดหรือเข็ม-เช่น TiH2 ที่ตกตะกอนในแนวเชื่อม TiH2 มีความแข็งแรงต่ำมาก ซึ่งลดประสิทธิภาพการกระแทกของการเชื่อมลงอย่างมาก ให้ความสนใจกับการใช้อิเล็กโทรดหรือลวดไฮโดรเจน-ต่ำเมื่อทำการเชื่อม

1.2. อิทธิพลของออกซิเจน ออกซิเจนมีความสามารถในการละลายสูงในทั้งสองและเฟสของไทเทเนียม และสามารถสร้างเฟสของสารละลายของแข็งคั่นระหว่างหน้าได้ ทำให้เกิดการบิดเบือนอย่างรุนแรงของเฟสขัดแตะ ส่งผลให้ความแข็งและความแข็งแรงของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมเพิ่มขึ้น แต่ความเป็นพลาสติกลดลงอย่างมาก เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพของข้อต่อการเชื่อม นอกเหนือจากการป้องกันการเกิดออกซิเดชันของรอยเชื่อมและความร้อนในการเชื่อม-บริเวณที่ได้รับผลกระทบในระหว่างกระบวนการเชื่อม ควรจำกัดปริมาณออกซิเจนในโลหะฐานและลวดเชื่อมด้วย

1.3. อิทธิพลของไนโตรเจน ที่อุณหภูมิสูงกว่า 700 องศา ไนโตรเจนและไทเทเนียมจะทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงจนเกิดเป็นไทเทเนียมไนไตรด์ (TiN) ที่เปราะและแข็ง และระดับความบิดเบี้ยวของตาข่ายที่เกิดจากการก่อตัวของสารละลายของแข็งระหว่างไนโตรเจนและไทเทเนียมจะรุนแรงกว่าที่เกิดจากการดูดซึมออกซิเจน ดังนั้นไนโตรเจนจึงมีความสำคัญมากกว่าออกซิเจนในการปรับปรุงความต้านทานแรงดึงและความแข็งของรอยเชื่อมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม และลดคุณสมบัติทางพลาสติกของรอยเชื่อม

1.4. อิทธิพลของคาร์บอน คาร์บอนยังเป็นสิ่งเจือปนทั่วไปในโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณคาร์บอนอยู่ที่ 0.13% คาร์บอนจะลึกลงไปในไททาเนียม ความแข็งแรงในการเชื่อมจะดีขึ้น และความเป็นพลาสติกจะลดลง แต่ไม่แข็งแรงเท่าออกซิเจนและไนโตรเจน อย่างไรก็ตาม เมื่อปริมาณคาร์บอนของรอยเชื่อมเพิ่มขึ้นอีก รอยเชื่อมจะปรากฏ-เหมือน TiC ซึ่งปริมาณจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น เพื่อให้ความเป็นพลาสติกของรอยเชื่อมลดลงอย่างรวดเร็ว และมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวภายใต้การกระทำของความเค้นในการเชื่อม ดังนั้นปริมาณคาร์บอนของโลหะฐานของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมจะต้องไม่เกิน 0.1% และปริมาณคาร์บอนของการเชื่อมจะต้องไม่เกินปริมาณคาร์บอนของโลหะฐาน

2. ปัญหารอยร้าวของรอยเชื่อม

เมื่อเชื่อมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม รอยแตกเย็นอาจปรากฏขึ้นในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน- ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือรอยแตกที่เกิดขึ้นหลายชั่วโมงหรือนานกว่านั้นหลังการเชื่อม ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการแตกร้าวล่าช้า ผลการศึกษาพบว่ารอยแตกประเภทนี้สัมพันธ์กับการแพร่กระจายของไฮโดรเจนในระหว่างกระบวนการเชื่อม ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ไฮโดรเจนจะแพร่กระจายจากแหล่งหลอมเหลวที่มีอุณหภูมิสูงไปยังบริเวณที่ได้รับผลกระทบความร้อนที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า- การเพิ่มขึ้นของปริมาณไฮโดรเจนจะเพิ่มปริมาณ TiH2 ที่ตกตะกอนในบริเวณนี้ ซึ่งเพิ่มความเปราะบางของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน- นอกจากนี้ การขยายตัวของปริมาตรระหว่างการตกตะกอนของไฮไดรด์ทำให้เกิดความเครียดทางโครงสร้างมากขึ้น , ควบคู่ไปกับการแพร่กระจายและการสะสมของอะตอมไฮโดรเจนไปยังส่วนที่มีความเครียดสูง-ของภูมิภาค ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าว วิธีการป้องกันการแตกร้าวล่าช้าประเภทนี้คือการลดแหล่งที่มาของไฮโดรเจนในรอยเชื่อมเป็นหลัก และดำเนินการอบอ่อนด้วยสุญญากาศหากจำเป็น

3. การเลือกวิธีการเชื่อม

ท่อไทเทเนียม GR2 และแผ่นท่อได้รับการออกแบบให้มีการขยายความแข็งแรงและการเชื่อมแบบปิดผนึก เมื่อเชื่อมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม เมื่ออุณหภูมิอยู่ระหว่าง 500 องศาถึง 700 องศา ง่ายต่อการดูดซับออกซิเจน ไฮโดรเจน และไนโตรเจนในอากาศ ซึ่งส่งผลร้ายแรงต่อคุณภาพการเชื่อม ส่วนโค้งของการเชื่อมอาร์กอนได้รับการปกป้องและระบายความร้อนด้วยการไหลของก๊าซอาร์กอน ความร้อนของส่วนโค้งค่อนข้างเข้มข้น ความหนาแน่นกระแสสูง โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก และคุณภาพการเชื่อมสูง เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีพิเศษของไทเทเนียม เมื่อรวมกับอุปกรณ์ของบริษัทและสภาพแวดล้อม คราวนี้เราใช้การเชื่อมอาร์กอนทังสเตนอัตโนมัติสำหรับการเชื่อมท่อแลกเปลี่ยนความร้อนไทเทเนียมและแผ่นท่อ

4. การตรวจสอบแผ่นตัวอย่าง

การตรวจสอบด้วยสายตา พื้นผิวของรอยเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-ควรได้รับการตรวจสอบ 100% ด้วยแว่นขยาย 10 เท่า ผลลัพธ์ของการตรวจสอบด้วยสายตาและการทดสอบแบบไม่ทำลาย-ไม่ควรมีข้อบกพร่อง เช่น รอยแตก ไม่มีการหลอม รูพรุน รอยตัดด้านล่าง หลุมโค้ง รอยตำหนิ และการกระเด็น ไม่ควรมีข้อบกพร่องภายนอกรอยเชื่อม มีจุดอาร์ค ไม่ควรมีสีออกซิไดซ์บนพื้นผิว (อนุญาตให้ใช้เฉพาะสีขาวเงินและสีเหลืองอ่อนเท่านั้น) หลังการตรวจสอบ ไม่พบรอยแตก รูพรุน การขาดฟิวชัน และข้อบกพร่องอื่นๆ บนพื้นผิวของการเชื่อม สีพื้นผิวเป็นสีเงิน- สีขาว และมีคุณสมบัติการตรวจสอบรูปลักษณ์

5. ห้องปิดผนึกสำหรับการเชื่อม

เนื่องจากไทเทเนียมมีลักษณะพิเศษ จึงไม่ควรมองข้ามอิทธิพลของความเร็วลม อุณหภูมิ ความชื้น ฝุ่น และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่มีต่อคุณภาพการเชื่อม เพื่อให้มั่นใจถึงสภาพแวดล้อมในการเชื่อม เราได้สร้างห้องเชื่อมแบบปิดผนึกขนาด 30 ตร.ม. (5 ม. x 6 ม.) ซึ่งค่อนข้างแยกจากโลกภายนอก รักษาอุณหภูมิประมาณ 25 องศา และความชื้นสัมพัทธ์น้อยกว่า 60% คุณสมบัติการเชื่อมของชิ้นทดสอบและการเชื่อมของผลิตภัณฑ์จะดำเนินการในห้องปิดผนึก-กันลมและฝุ่น-นี้ (1) ควรติดตั้งเครื่องปรับอากาศ เครื่องลดความชื้น เครื่องดูดฝุ่น และพัดลมดูดอากาศในห้องที่ปิดสนิท แสงภายในอาคารควรมีเพียงพอ และพื้นควรเรียบ สะอาด และสะอาด (2) ควรพิจารณามาตรการป้องกันอัคคีภัยและทางเดินที่ปลอดภัยในห้องที่ปิดสนิท (3) ช่างเชื่อมระหว่างการเชื่อม สวมชุดทำงานที่สะอาด และสวมถุงมือโพลีเอสเตอร์บริสุทธิ์สำหรับขจัดคราบไขมัน

6. ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับคน เครื่องจักร และวัสดุในการเชื่อม

6.1. ข้อกำหนดด้านบุคลากร (1) ช่างเชื่อม ผู้ตรวจสอบคุณภาพการเชื่อม และผู้ตรวจสอบและทดสอบการเชื่อมควรมีคุณสมบัติที่สอดคล้องกัน (2) ช่างเชื่อมทุกคนที่มีส่วนร่วมในการเชื่อมควรผ่านทฤษฎีและการปฏิบัติงานจริงของการเชื่อมแบบเคลื่อนที่ของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมเกรดใด ๆ หลังจากผ่านการฝึกอบรมทักษะและการตรวจสอบคุณสมบัติแล้วเท่านั้นจึงจะสามารถดำเนินการเชื่อมท่อแลกเปลี่ยนความร้อนไทเทเนียมและแผ่นท่อได้ และจำเป็นต้องเชี่ยวชาญความรู้พื้นฐานดังต่อไปนี้: ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับวัสดุโลหะไทเทเนียม ข. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับวัสดุการเชื่อม (อาร์กอน) และการใช้งาน ค. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับกระบวนการเชื่อมและความรู้วิชาชีพเกี่ยวกับการเชื่อมไทเทเนียม ง. สาเหตุ อันตราย มาตรการป้องกันและรักษาข้อบกพร่องในการเชื่อมที่พบบ่อย จ. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับประเภท การใช้ และการบำรุงรักษาอุปกรณ์เชื่อมแผ่นท่อและเครื่องมือวัด

6.2. ข้อกำหนดสำหรับเครื่องเชื่อมอาร์กทังสเตนอาร์กอนอัตโนมัติสำหรับแผ่นท่อ (1) ลักษณะส่วนโค้งมีความเสถียร (2) การปรับกระแสมีความยืดหยุ่นและสะดวก และมีการทำซ้ำกระบวนการที่ดี (3) ตัวกระตุ้นเชิงกลมีความยืดหยุ่นในการใช้งานและติดตั้งง่าย (4) มีการจ่ายอากาศขั้นสูง การหยุดอากาศล่าช้า พัลส์ การจุดระเบิดแบบไม่สัมผัส- และฟังก์ชันการลดทอนกระแสไฟฟ้า

7. การเตรียมตัวก่อนการเชื่อมแผ่นท่อ

(1) ช่างเชื่อมท่อ-ควรปฏิบัติตามกฎระเบียบของกระบวนการเชื่อมอย่างเคร่งครัด (2) ช่องว่างระหว่างขนาดของแกนกำหนดตำแหน่งตรงกลางของช่างเชื่อมและเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของรูท่อขยายคือ 0.1 ~ 0.15 มม. และกระบวนการเชื่อมไม่สั่นไหว (3) รูปร่างการประมวลผลอิเล็กโทรดทังสเตน รูปแบบรอยเชื่อม การตั้งค่าของอิเล็กโทรดทังสเตน (4) เมื่อติดตั้งอิเล็กโทรดทังสเตน อิเล็กโทรดทังสเตนควรอยู่ตรงกลางหัวฉีดของปืนเชื่อม และต้องไม่เอียง (5) เมื่อทำการเชื่อม ควรคำนึงถึงรูปร่างของปลายแท่งทังสเตนเสมอ หากปลายของอิเล็กโทรดทังสเตนกลายเป็นทรงกลม ทิศทางของส่วนโค้งจะเปลี่ยนไป รอยเชื่อมไม่เรียบและมีเสี้ยนและควรเปลี่ยนอิเล็กโทรดทังสเตนในเวลานี้ (6) ห้ามมิให้ขยายหรือตัดท่อเมื่อทำการเชื่อมด้านใดด้านหนึ่งและอีกด้านหนึ่งโดยเด็ดขาดเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อม เมื่อเชื่อมทั้งสองด้านจะไม่อนุญาตให้เชื่อมท่อไททาเนียมพร้อมกัน (7) ควรใช้การเชื่อมแบบกระโดดเมื่อทำการเชื่อม และการเชื่อมควรเป็นแถวต่อแถวจากล่างขึ้นบน (8) พื้นผิวของรอยเชื่อมควรมีความสม่ำเสมอ สวยงาม และมีเกล็ดปลา- การเสริมแรงเชื่อมไม่ควรเกิน 0.5 มม. และความกว้างของการเชื่อมควรอยู่ที่ 2-2.5 มม. (9) พื้นผิวของการเชื่อมไม่อนุญาตให้มีข้อบกพร่อง เช่น รอยแตก รูพรุน ขาดฟิวชัน และออฟเซ็ต (10) พื้นผิวของรอยเชื่อมควรเป็นสีเงิน ไม่อนุญาตให้ใช้สีขาวหรือสีเหลืองอ่อน สีม่วง สีฟ้า สีเทา ฯลฯ

8. การทดสอบพื้นผิวการเชื่อมแผ่นท่อแบบไม่ทำลาย-

หลังจากที่พื้นผิวการเชื่อมผ่านการตรวจสอบด้วยสายตาแล้ว จะต้องดำเนินการตรวจสอบสี

9. การทดสอบอุทกสถิต

หลังจากที่การทดสอบแบบไม่ทำลาย-เป็นไปตามข้อกำหนดด้านคุณภาพแล้ว การประกอบก็จะดำเนินการ หลังจากการประกอบเสร็จสิ้น จะทำการทดสอบไฮดรอลิก ไม่พบรอยเชื่อมของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและแผ่นท่อรั่วในการทดสอบไฮดรอลิก

ไทเทเนียมเชื่อมในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

ผลิตภัณฑ์การเชื่อมไทเทเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงสูง-อัตราส่วนน้ำหนักต่อ- และความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูง นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

1. ท่อไทเทเนียม: ท่อไทเทเนียมมักใช้ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม แม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมาก อัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-น้ำหนักที่สูงของไทเทเนียมยังทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับใช้ในท่อแลกเปลี่ยนความร้อน

2. แผ่นไทเทเนียม: แผ่นไทเทเนียมใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น ซึ่งเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งใช้ชุดแผ่นลูกฟูกบางเพื่อถ่ายเทความร้อนระหว่างของเหลวสองชนิด ลอนในเพลตจะเพิ่มพื้นที่ผิว ซึ่งช่วยเพิ่มกระบวนการถ่ายเทความร้อน

3. การเชื่อมไทเทเนียม: การเชื่อมไทเทเนียมใช้เพื่อเชื่อมส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน รวมถึงท่อ แผ่น และข้อต่อ เทคนิคการเชื่อมเฉพาะทางที่ใช้ในการเชื่อมไททาเนียมช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของการเชื่อมและความต้านทานการกัดกร่อนของข้อต่อ

4. ข้อต่อไทเทเนียม: ข้อต่อไทเทเนียมใช้เพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน รวมถึงท่อและแผ่น ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมช่วยให้มั่นใจถึงความทนทานและอายุการใช้งานที่ยาวนานของข้อต่อ แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง

ป้ายกำกับยอดนิยม: