为什么钛材是化工行业的理想材料?
金属钛具有优秀的耐腐蚀性和力学性能,被广泛应用于很多领域。特别是化工应用中,用钛可以代替不锈钢作为耐腐蚀材料,这对延长设备使用年限、降低成本、防止污染和提高生产率等方面有着十分重要的意义。近年来,我国化工用钛的范围在不断扩大,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。钛作为一种用于化工装置中的耐腐蚀结构材料,已经成为化工设备中的理想材料。
钛在化工行业的主要应用领域
氯碱行业
钛在化工中的最早,用户是氯碱工业。其中包括氯气,氯氧化物,农药,漂泊粉等的生产,在氯的生产中,钛设备和管道几乎占其总质量量的四分之一'。如用于金属阳极电解槽,离子膜电解槽与阳极液泵,列管式湿氯冷却器,氯废水脱氯塔,氯气冷却洗涤塔,精制盐水预热器,真空脱氯用泵和阀门等。
纯碱行业
在纯碱生产中,钛材主要用于结晶外冷器,蒸馏塔顶氨冷凝器,氯化铵母液加热器,平板换热器,伞板换热器,碳化塔冷却管,二氧化碳透平压缩机转子叶轮,碱液泵等。
真空制盐行业
钛氨蒸发器,钛预热器,钛预冷器,钛法兰,钛管板,钛泵的壳体及钛弯头。
石油化纤
目前,不论从国外引进的,还是国内自行设计制造的涤纶,锦纶,维纶等石油化纤企业已用了一些钛设备。钛设备应用对我国化纤生产发展发挥了积极作用$尤其对安全稳定持续生产,对提高产品质量,对防止不锈钢过早腐蚀失效,提高设备使用寿命,减少停车与检修,提高综合经济效益,做出了重大的贡献。
精细化工行业
环氧丙烷装置工业原料是强腐蚀介质。PO生产中所用的两大主要原料是液氯和丙烯,这些强腐蚀介质奠定了PO生产装置设备管道的腐蚀基础,在这种工艺条件下生产,如用碳钢、Al、Cu、Ni、不锈钢等金属均都无法抗拒腐蚀,唯有钛材是比较理想的抗腐蚀金属材料。
无机盐行业
无机盐主要包括氯酸盐和钾盐。国内氯酸钠生产近两年来发展很快,总生产能力突破100万t,另有大约50万t在扩建或前期工作中.氯酸盐钛制设备主要有电解槽,钛阳极,反应发生器,蒸发器等,每一万t氯酸钠大概需要使用钛材15t。
钾盐产品包括氯化钾,硫酸钾,硝酸钾,碳酸钾等,目前,中国硝酸钾和碳酸钾的总产能约为60万t。在硝酸钾和碳酸钾生产中的蒸发器,预热罐和冷却器需要使用钛制设备。
其他行业
钛白粉——钛材用于薄膜浓缩器,煅烧窑进料管,离心器分布盘等。
尿素——钛材用于尿素合成塔衬里,氨汽提塔,一般分解塔加热器,甲胺泵的进,排液阀与弹簧,高压混合器等。
染料——钛材用于蛇管换热器,吸收塔,净化塔喷头,风机,水环式真空泵,过滤器等。
硝酸——钛材用于硝酸蒸发器,氧化氮尾气预热器,硝酸蒸汽预热器,气体洗涤器,快速冷却器,冷凝器,涡轮鼓风机,泵,阀门,管道等。
钛合金的特性
一、较低的密度可以显著降低管柱载荷,特别超深石油井管。
二、较高的强度包括:伸强度、蠕变强度、疲劳强度等。
三、优良的耐腐蚀性能,耐海水腐蚀性能优良。
四、较宽的使用温度范围,常规钛合金使用温度从零下269 ℃至零上600 ℃。
五、较大的弹性变形能力,钛合金的屈服强度高而弹性模量(E)低,因此很适宜做弹簧等零件,更重要的是适用于大位移水平井。
六、较低的膨胀系数, 这一特性使石油装备更适应温度的变化和减少结构件的内应力。
七、无磁性,适应各种装备中一些检测、通讯、控制手段正常使用的要求。
八、较好的加工工艺性能,钛合金通常具有良好的铸、锻、焊、3D打印等工艺性能,这往往是各种工程选材过程中能否胜出的重要因素。
钛合金管、法兰、各种螺栓配件等目前在石油行业的应用越来越广泛,随着钛各种工艺和技术的改进和提高,各种钛合金材质油套管等设备也会越来越广泛应用。