化工裝置鈦合金設備常見缺陷及修復辦法

邊雯雯

（河南醫(yī)藥技師學院,河南 開封 475000）

化工裝置鈦合金設備常見缺陷及修復辦法

邊雯雯

（河南醫(yī)藥技師學院,河南 開封 475000）

伴隨著我國化工技術的提高，化工裝置也出現(xiàn)了很多新型的材料與設備，鈦合金設備是化工裝置中的常見設備，但其在實際的運用過程中常因為一些缺陷影響其正常使用。本文主要從鈦合金設備的特點與焊接性能等因素進行分析，總結了一些常見的鈦合金設備缺陷問題，并提出處理這些問題的修復辦法。

化工裝置；鈦合金設備；常見缺陷；修復辦法

伴隨著我國各項工業(yè)技術的發(fā)展與提升，化工生產(chǎn)已成為我國的一項重大產(chǎn)業(yè)支柱。全球化工技術的發(fā)展，帶來的是更加優(yōu)秀的化工技術與化工裝置，化工設備是一種化學工業(yè)生產(chǎn)機器。而化工生產(chǎn)的目的就是將原材料經(jīng)過一定的技術制作成符合規(guī)格的成品，這時，處理原料的一系列過程需要的機械就是化工裝置。由于鈦合金的強度高、耐蝕性好、內熱性能良好常常被用于制作化工設備，尤其是在近些年得到了廣泛的利用。但就目前我國化工生產(chǎn)裝置中的鈦合金設備使用現(xiàn)狀來講，還存在很多常見的缺陷，針對鈦合金設備的焊前處理、焊接工藝的選擇與焊接缺陷的產(chǎn)生上，還缺少一定的補救措施。

1 化工裝置鈦合金設備常見的缺陷

由于鈦合金的材料特征，在設備進行焊接時，基本不會出現(xiàn)同其他化工裝置產(chǎn)生熱裂紋的現(xiàn)象，這是由于鈦合金材料中含有的硫、磷以及碳元素的雜質相對較少，因為硫元素與磷元素形成的低熔點共晶體不易出現(xiàn)在晶界上，再加上有效結晶的溫度范圍比較小，鈦合金材料在凝固時產(chǎn)生的收縮量就相對比較小，焊接時就不容易出現(xiàn)冷裂紋現(xiàn)象。延遲裂紋是在裂紋產(chǎn)生后或者焊接過后的數(shù)小時或者更長的時間里形成，在焊接鈦合金設備的過程中，氫由高溫深池向溫度較低的熱影響區(qū)擴散，氫含量的升高使得該區(qū)會析出TiH2的量增加，隨之增大的還有熱影響區(qū)的脆性。另外，氫化物析出時，會因體積膨大導致較大的組織應力，而且氫原子向該區(qū)的高應力區(qū)域進行擴散與聚集，最終產(chǎn)生裂紋。

除此之外，在進行鈦合金設備的焊接時，經(jīng)常會因為技術等問題出現(xiàn)氣孔。氣孔形成的根本原因是氫元素的影響，形成的氣孔會影響到設備接頭的疲勞強度，而氫是產(chǎn)生冷裂紋與氣孔的主要因素。因為氫在溫度低于300℃時，在α相中的溶解度為最小，因此，在室內環(huán)境下的極限溶解度只有0.002%左右。當設備的韓否或者熱影響區(qū)在焊接后能冷卻到300℃以下的條件，過飽和的氫就會呈現(xiàn)氫化鈦γ相的形式析出，此時的提及將會增大并產(chǎn)生共晶間應力，由于應力較大，直接導致了晶間產(chǎn)生微裂紋，在外力的強烈作用下，這些晶間微裂紋逐漸擴展成為了裂紋。

2 針對化工裝置鈦合金設備常見的缺陷采取的修復方法

2.1 確立具體的修復方法

鈦合金設備在焊接時，如果溫度高于了500-700℃，就極易吸收空氣中的氫、氧以及氮氣等氣體，嚴重影響著鈦合金設備的焊接重量。因鈦合金材料在焊接時，必須對熔池以及高溫部位的焊縫區(qū)進行全面嚴實的防護（高溫部分主要指400-650℃以上的部位）。因此，必須對化工裝置中的鈦合金設備采取較為特殊的保護措施，可以利用氬弧焊接的技術來進行處理，通過大面積的噴射焊炬方式，以擴大氣體的保護區(qū)面積。當噴嘴的面積不足以對焊縫以及近縫區(qū)域的高溫金屬進行保護時，則需要補充氬保護拖罩的形式。

2.2 氬弧焊接工藝的各項參數(shù)選擇

焊縫與近焊縫區(qū)域的顏色是證明經(jīng)過保護措施的重要依據(jù)，其中銀白色表示防護的效果為最佳，而黃色則是保護層產(chǎn)生了輕微的氧化。通常焊縫與熱影響區(qū)表面的顏色級別差異如表1所示。

表1 不同焊縫級別的焊縫與熱影響區(qū)的表面顏色

2.3 焊前準備與坡口的選擇

對于焊接鈦合金設備來講，需要特別注意以下四個方面的焊接工程。第一，對于焊件與焊絲表面的質量來說，其是影響焊接接頭力學性能的重要因素。在實際焊接前，最好先將試件的焊接件與焊絲進行一次酸洗操作，再用水沖洗一次，等到烘干后就可以進行焊接，焊接時，一般用丙酮、乙醇、四氯化碳以及甲醇等來擦拭鈦合金設備以及設備兩側、焊絲表面以及攻擊加班和鈦板接觸的地方。第二，針對鈦合金設備的氬弧焊接可以采用下降外特征強，高頻引弧的直流雅虎焊電源來進行，但要保證延遲的遞氣時間最好在15s范圍以內。因為長時間的無氣，焊接表面會遭受空氣中的氧化物質與雜質污染影響焊接效果。通常此采用的機械是WSW-315型號的IGBT逆變直流脈沖氬弧焊機。

3 結語

綜上所述，針對化工裝置鈦合金裂縫問題，應正確的采取相應措施，針對鈦合金材料的自身特點，加強修復各環(huán)節(jié)的質量控制，就能有效處理焊接問題與裂縫問題。在日常的化學成品生產(chǎn)中，還出現(xiàn)了很多其他的缺陷，對于這些缺陷還需要我們不斷的進行探索，進一步總結出合理的修復措施與手法，促進我國化工業(yè)發(fā)展。

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