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钛管件的应用与发展

钛管道配件标准化生产近几年在我国兴起，也是钛管道应用中的一次革命，它使钛管道寿命大 大提高，使钛的应用推进一步。本文对我国标准钛管件的发展历史，钛管件的工作情况，以往采用的钛管件进行了详细分析和评述，并介绍了弯头生产先进技术—弯头推挤工艺，此种工艺生产的钛弯头可保证壁厚均匀。介绍了国内外钛管件标准的诞生与发展，及我国的钛管件生产和标准化。

钛管件生产工艺的比较

我国70年代开始在民用工业的化工系统中使用钛材，钛作为一种用于化工装置中的耐腐蚀结构材料，已经确立了它的地位，而且作为化工输送腐蚀性介质管道中的理想材料，管道的寿命取决于管件，钛管件 也愈来愈引起工程技术人员的重视，尤其钛管件的标准化更为重要。

钛管件的工作情况首先我们分析一下钛管件的工作情况：

钛管道主要输送的是腐蚀性严重危险介质，当带腐蚀介质的介质经过钛 管件时、介质都带有一定的压力，而各种管件的各部位承载压力不 同，以最为常用的三种管件（弯头、三通、异径管）来分析。

钛弯头

弯头是各种管道系统的重要管件之一，除了用作改变介质流动方向外，还起到提高管路柔性。当介质通过弯头时，带有压力的介质直冲弯头的背部，介质顺着背部流动到出口，由此可见弯头的背部即承受较大压力又承受着严重的冲刷腐蚀，说明背部承载大于任何部位。

钛三通

三通的工作情况，同弯头相似，介质通过三通时直冲三通的支路与直路的相交处，此处的承载压力和冲刷腐蚀大于其它部位。支路为主管路的卸压分流状态。

钛异径管

异径管的工作情况，介质通过异径管时往往介质是从大头向小头流动，因截面积的逐渐变小使异径管的锥体部位产生增压现象，锥体内表面即承载较大压力又承受严重冲刷腐蚀。

以上分析表明钛管件是钛管道中极其重要的部件，它直接影响着钛管道的寿命。

品名：钛管件，型号：同心大小头，规格：按客户尺寸生产, 材质：TA2/TA9/TA10

异径管接头：俗称大小头和变径管，其品种有同心和偏心之分，偏心异径管又称“马蹄管”是管道及设备中大小直径不同的管联接时不可缺少的配件。

品名：钛管件，型号：偏心大小头，规格：按客户尺寸生产。 材质：TA2/TA9/TA10

产品名称：钛异径管_钛大小头_同心钛异径管_偏心钛异径管

规格尺寸：DN15-1200（NPS：1/2-36 inches）

壁厚：1-18mm（Sch5s to Sch80s）

材质：TA1 TA2 GR1 GR2 TA10 GR12 钛异径管

类型：同心、偏心钛异径管

执行标准：GB/T27684 GB/T12459 GB/T13401 HG/T3651 ASME B16.9

钛管件的优点：

1.钛异径管在酸，碱，盐，污水等介质中具有良好的耐腐蚀性且产生的水垢不会沉积在管件的内表面。

2.密度小、强度高、管件轻便于安装。

品名：钛管件，型号：法兰，规格：按客户尺寸生产, 材质：TA2/TA9/TA10

品名：钛管件，型号：翻边，规格：按客户尺寸生产, 材质：TA2/TA9/TA10

产品详情

1，钛翻边,钛合金翻边材质：钛翻边的，牌号TA1,TA2,TA9,TA10,TC4(GR1,GR2,GR7,GR12,GR5)

2，钛翻边,钛合金翻边标准:国标：HG/T20592-2009，美标：ANSI B16.5国标,美标等,现货标准:HG/T20592-2009

3、钛翻边的使用及介绍：钛翻边一般配合不锈钢或碳钢法兰使用，以降低使用成本，这种配合的法兰形式也叫作活套法兰(PJ/SE)，或者叫做活套法兰、松套法兰。钛翻边也叫做钛对焊环，使用方法：钛翻边穿入不锈钢法兰后，钛翻边与管路（钛管管路）焊接，两只焊好的钛翻边对接，不锈钢法兰做紧固。与管路中介质接触的地方是钛材质，也就是原钛管管路与钛翻边，而不锈钢法兰部分不与介质接触，只起到紧固的效果，这么做极大的减少了成本。钛翻边配合使用的PJ/SE-松套法兰、活套法兰的缺点：此种管路连接方式不宜使用在管路压力过高环境中，适用于常压管道环境中。注意事项：钛翻边的焊接只能与钛管焊接、使用氩弧焊、使用焊丝材质是和钛翻边相近材质的钛丝，不可直接与不锈钢管或其他材质管道焊接。不可使用在压力较高的管路环境中。

品名：钛管件，型号：管帽，规格：按客户尺寸生产, 材质：TA2/TA9/TA10

管帽，casing) cap ，又称封头、堵头、盖头、管子盖、闷头，焊接在管端或装在管端外螺纹上以盖堵管子的管件。用来封闭管路，作用与管堵相同。

钛管帽跟盲板的形式相接近，只不过盲板是可以拆卸的封堵，而焊接管帽则是不可以拆卸的。管帽包括凸形管帽、锥壳、变径段、平盖及紧缩口的设计。凸形管帽包括：半球形管帽、椭圆形管帽、碟形管帽和球冠形管帽。从受力角度看凸形管帽中从半球形管帽逐渐不好，但从制造难度上看，逐渐好制造。现行国家标准GB/T 27684-2011 钛及钛合金无缝和焊接管件

品名：钛管件，型号：三通，规格：按客户尺寸生产, 材质：TA2/TA9/TA10

钛三通是用于管道分支处的一种管件。对于采用钛管制造三通来讲，目前通常所采用的工艺有液压胀形和热压成形两种。钛三通的液压胀形是通过金属材料的轴向补偿胀出支管的一种成形工艺。其过程是采用 液压机，将与三通直径相等的管坯内注入液体，通过液压机的两个水平侧缸同步对中运动挤压管坯，管坯受挤压后体积变小，管坯内的液体随管坯体积变小而压力升高，当达到钛三通支管胀出所需要的压力时，金属材料在侧缸和管坯内液体压力的双重作用下沿模具内腔流动而胀出支管。

等径三通是三通的一种，广泛应用于石油化工、石油、液化气、电厂、造船、造纸、城建等行业工程的建设和检修。工业中对这种管件压力要求较高，压力可以达到600公斤，生活中水管压力较低，一般为16公斤。等径三通就是两端直径相同，异径三通就是支管与其它两个直径不同的称为异径三通，表示方法如下：对于等径三通，比如"T3"三通则表示外径是3英寸的等径三通。

品名：钛管件，型号：弯头，规格：按客户尺寸生产, 材质：TA2/TA9/TA10

钛弯头的生产工艺之一：芯棒法（热成型）

1. 从钛管制造弯头的常见的弯头制造工艺之一是芯棒法，它是一种热成型。

2. 在这种中，将管道切成需要的长度，并借助液压柱塞推动。感应加热线圈加热管道，然后将其推过一个称为“心轴”的模具，该模具允许管道同时膨胀和弯曲。

3. 该可用于制造大范围的弯头直径。在此图形中，您可以看到在步中将管道切成所需的长度。然后将这根切开的管子放在心轴上。下一步，在液压工具的帮助下，将管子推到模具上，同时感应线圈将管件加热，形成弯头。后，将弯头送去进行热处理和机械加工，然后再进行外观和尺寸检查。

挤出方式

· 在冷挤压法中，将直径、厚度与成品直径、厚度相同的钛管穿过模具，使其成型为所需的形状。通常应用于小到中型的钛弯头。

· 已切割的钛管被推入冷弯模具中。需要适当润滑以避免过度摩擦并保护终弯头的表面光洁度。将挤压推出成形的钛弯头送去进行热处理和机械加工，然后再进行外观和尺寸检查。

大小头照片等等

UO法

· UO用于制造中型弯头，三通和异径管。将板切成特殊设计的形状，首先使用模具将其成形为U形，然后使用另一个模具将其成形为O形或管状，这就是为什么将该称为UO的原因。

· 一旦将配件制成不倒翁形状，就将其从封闭接缝的内部和外部进行焊接。大型的钛弯头是由两块分开的板焊接制成的。同样将制备好的钛弯头进行热处理和机械加工，然后再进行外观和尺寸检查。

热成型

· 在热成型模具弯曲中，将管加热到成型温度并在具有特定形状的模具中成型，可以根据需要重复此过程，以获得所需的形状，尺寸和壁厚。

· 热成型通常应用于无法在心轴模具上弯曲的厚壁弯头。

常见的钛管件生产工艺

多焊缝钛弯头

我国钛管道使用初期国内没有厂家生产标准的钛管件，不得不使人们采用多焊缝式（俗称“虾米腰”式）钛弯头，它的加工工艺繁杂。通常采用将管切成多段斜口、焊接而成或板金下成多节叶形展开料，再卷制焊接，焊缝量大。由于焊接处的几何形状不连续，将产生较高的应力集中，因此，对这种管件的工作压力和工作温度必须作出严格的规定。焊缝会大大降低耐蚀性、易泄漏、且外观欠佳，内表面为折面而增大了管道传输阻力和背部的焊缝受到严重的冲刷腐蚀而降低了寿命。

焊接三通

三通采取在直管道上开孔，将支路直接管焊接而成，因钛材的加工性能不如其它材料，焊接处的相贯线的加工也是相当困难的。更为重要的是，焊缝处产生直角，一是严重的影响着介质的流导，增大了管道的传输阻力，二是相贯线的曲线焊接困难，三是直角部位的冲刷腐蚀增大，使直角部位早损。

压片焊接式钛弯头

1.上模 2.坯料 3.下模

为了改善多焊缝钛弯头的缺陷，采用压半片焊接式钛弯头。它与多缝“虾米腰”式相比，焊缝相应少些，且焊缝没有迎面受到冲刷腐蚀，而顺向受冲刷，因而耐腐情况要好一些。

铸造式弯头

人们企图甩掉焊缝，研制出无缝钛弯头，产生了铸造式弯头，虽说以无缝弯头而出现，但壁厚（至少5mm）与管道壁厚（2～4mm）不能匹配，而且表面光洁度差，而增加传输阻力。更为重要的是内部存在着 大量的由铸造产生的气孔等缺陷，严重影响耐蚀性及寿命，不适合对焊式钛管道的使用，大多应用在小直径的承播式管件，此种工艺生产的钛管件成本高、得不到使用者的认定。

冲制钛弯头

有人利用冲压方法冲制钛弯头，外表看来是乎达到标准要求，但从实质来看，该加工工艺是将管坯在冲床上冲压模中冲压成型，成型过程中将弯头的背部受拉，迫使背部拉薄，腹部管壁受压而增厚造成壁厚不均或打皱。且使用过程中因弯头背部承受冲刷腐蚀，由于背部壁减薄，所以背部会产生早损。壁厚难以保证，其耐压和寿命都达不到标准中的壁厚公差要求，尽量不使用此种工艺生产的钛弯头。

推挤工艺

如何提高钛管道寿命？提高钛管件寿命而成为管道设计技术领域的一大学术难题。

弯头推挤工艺是在八十年代中、后期由日本引入我国的一项钢制弯头生产新技术。由于该工艺可实现连续性生产，并且生产的弯头壁厚均匀一致，因而它迅速取代了传统工艺。相继又研制出无缝钛三通、无缝异径管等无缝钛管件产品，无缝管件的最大直径可达Φ219，并达到了ASTM B363—95标准要求。

推制钛弯头的加工是以无缝钛管作为坯料，在专用推制挤压机上采用管径小于成品口径的坯料推制挤压成型，成形模固定在主机上不动，有一活动推力推动管坯从右方向左方前进，坯料在成型模时，受到加热及保护，成型过程中管坯受到扩涨，对成型过程中受力分析表明，其不同部位的受力大小是不同的，但都是二向受压，一向受拉，即轴向受压、径向受压、周向受拉。整个变形过程中直径逐渐变大、弯曲、长度缩短而厚度基本不变 。用网络法的实验结果证实，弯头成型时的变形主要发生在下部。坯料上画上均匀网格，成型中可观察到弯头背部成型时方格变化不大，到腹部变形越严重，网格在周向被拉长，轴向被压缩，而网格总面积不变，表明厚度方向上没有明显变化。