A. 「鈍化」到底是怎麼發生的
鈍化[編輯本段]鈍化 【dùn huà】 英文表示Passivation [編輯本段]鈍化的定義 使金屬表面轉化為不易被氧化的狀態，而延緩金屬的腐蝕速度的方法。 一種活性金屬或合金，其中化學活性大大降低，而成為貴金屬狀態的現象，叫鈍化。 金屬由於介質的作用生成的腐蝕產物如果具有緻密的結構，形成了一層薄膜（往往是看不見的），緊密覆蓋在金屬的表面，則改變了金屬的表面狀態，使金屬的電極電位大大向正方向躍變，而成為耐蝕的鈍態。如Fe→Fe＋＋時標准電位為－0.44V，鈍化後躍變到＋0.5～1V，而顯示出耐腐蝕的貴金屬性能，這層薄膜就叫鈍化膜。 金屬的鈍化也可能是自發的過程(如在金屬的表面生成一層難溶解的化合物，即氧化物膜)。在工業上是用鈍化劑(主要是氧化劑)對金屬進行鈍化處理，形成一層保護膜。 [編輯本段]鈍化的機理 我們知道，鐵、鋁在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在濃HNO3或濃H2SO4中溶解現象幾乎完全停止了，碳鋼通常很容易生銹，若在鋼中加入適量的Ni、Cr，就成為不銹鋼了。金屬或合金受一些因素影響，化學穩定性明顯增強的現象，稱為鈍化。由某些鈍化劑（化學葯品）所引起的金屬鈍化現象，稱為化學鈍化。如濃HNO3、濃H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化劑都可使金屬鈍化。金屬鈍化後， 其電極電勢向正方向移動，使其失去了原有的特性 ，如鈍化了的鐵在銅鹽中不能將銅置換出。此外，用電化學方法也可使金屬鈍化，如將Fe置於H2SO4溶液中作為陽極，用外加電流使陽極極化，採用一定儀器使鐵電位升高一定程度，Fe就鈍化了。由陽極極化引起的金屬鈍化現象， 叫陽極鈍化或電化學鈍化 。 金屬處於鈍化狀態能保護金屬防止腐蝕，但有時為了保證金屬能正常參與反應而溶解，又必須防止鈍化，如電鍍和化學電源等。 金屬是如何鈍化的呢？其鈍化機理是怎樣的？首先要清楚，鈍化現象是金屬相和溶液相所引起的，還是由界面現象所引起的。有人曾研究過機械性刮磨對處在鈍化狀態的金屬的影響。實驗表明，測量時不斷刮磨金屬表面，則金屬的電勢劇烈向負方向移動，也就是修整金屬表面可引起處在鈍態金屬的活化。即證明鈍化現象是一種界面現象。它是在一定條件下，金屬與介質相互接觸的界面上發生變化的。電化學鈍化是陽極極化時，金屬的電位發生變化而在電極表面上形成金屬氧化物或鹽類。這些物質緊密地覆蓋在金屬表面上成為鈍化膜而導致金屬鈍化，化學鈍化則是像濃HNO3等氧化劑直接對金屬的作用而在表面形成氧化膜，或加入易鈍化的金屬如Cr、Ni等而引起的。化學鈍化時，加入的氧化劑濃度還不應小於某一臨界值，不然不但不會導致鈍態，反將引起金屬更快的溶解。 金屬表面的鈍化膜是什麼結構？是獨立相膜還是吸附性膜呢？ 目前主要有兩種學說，即成相膜理論和吸附理論。 成相膜理論認 為，當金屬溶解時，處在鈍化條件下， 在表面生成緊密的、復蓋性良好的固態物質 ，這種物質形成獨立的相，稱為鈍化膜或稱成相膜， 此膜將金屬表面和溶液機械地隔離開 ，使金屬的溶解速度大大降低，而呈鈍態。實驗證據是在某些鈍化的金屬表面上，可看到成相膜的存在，並能測其厚度和組成。如採用某種能夠溶解金屬而與氧化膜不起作用的試劑，小心地溶解除去膜下的金屬，就可分離出能看見的鈍化膜，鈍化膜是怎樣形成的？當金屬陽極溶解時，其周圍附近的溶液層成分發生了變化。一方面，溶解下來的金屬離子因擴散速度不夠快（溶解速度快）而有所積累。另一方面，界面層中的氫離子也要向陰極遷移，溶液中的負離子（包括OH-）向陽極遷移。結果，陽極附近有OH-離子和其他負離子富集。隨著電解反應的延續，處於緊鄰陽極界面的溶液層中，電解質濃度有可能發展到飽和或過飽和狀態。於是，溶度積較小的金屬氫氧化物或某種鹽類就要沉積在金屬表面並形成一層不溶性膜，這膜往往很疏鬆，它還不足以直接導致金屬的鈍化，而只能阻礙金屬的溶解，但電極表面被它覆蓋了，溶液和金屬的接觸面積大為縮小。於是，就要增大電極的電流密度，電極的電位會變得更正。這就有可能引起OH-離子在電極上放電，其產物（如OH）又和電極表面上的金屬原子反應而生成鈍化膜。分析得知大多數鈍化膜由金屬氧化物組成（如鐵之Fe3O4），但少數也有由氫氧化物、鉻酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽及難溶硫酸鹽和氯化物等組成。 吸附理論認 為，金屬表面 並不需要形成固態產物膜才鈍化 ，而只要表面或部分表面形成一層氧或含氧粒子（如O2-或OH-）的吸附層也就足以引起鈍化了。這吸附層雖只有單分子層厚薄，但由於氧在金屬表面上的吸附，改變了金屬與溶液的界面結構，使電極反應的活化能升高，金屬表面反應能力下降而鈍化。此理論主要實驗依據是測量界面電容和使某些金屬鈍化所需電量。實驗結果表明，不需形成成相膜也可使一些金屬鈍化。 兩種鈍化理論都能較好地解釋部分實驗事實，但又都有成功和不足之處。金屬鈍化膜確具有成相膜結構，但同時也存在著單分子層的吸附性膜。目前尚不清楚在什麼條件下形成成相膜，在什麼條件下形成吸附膜。 兩種理論相互結合還缺乏直接的實驗證據，因而鈍化理論還有待深入地研究。 船舶不銹鋼艙的鈍化 Passivation of Stainless-steel 為了更好地運輸強腐蝕貨物，不銹鋼艙要進行鈍化，不銹鋼的鈍化處理應遵從不銹鋼製造商的推薦方法。在對不銹鋼貨艙進行鈍化的過程中，操作人員應穿戴適當的個人防護用品，操作人員注意互相協調；無關人員應遠離操作區域。 共有兩種處理方法,即硝酸清洗法和完全浸酸法。硝酸處理法通常被稱為鈍化處理法，是常規的處理方法。對於整個船艙的完全浸酸和鈍化通常只有在交付使用前的建造階段以及修理階段進行。 1、用船艙洗艙機進行循環而進行不銹鋼鈍化處理。Passivation of SS C.O.T. using tank cleaning machine 1.1需要以下設備Equipments required： 四台配有8毫米或9.5毫米噴嘴的不銹鋼洗艙機（316），另加四台沖洗機。沖洗機並不要求是不銹鋼質的。四根洗艙管，可耐受20%的硝酸溶液以及10BAR的安全工作壓強.（SS BW HOSE）。每個待鈍化船艙需要80噸沖洗淡水。船上淡水量越多越好。酸鹼度（pH）測試成套工具或者能測試pH值介於1至14之間精確到1/2點.帶有四個公連接器洗艙管的盲板適配器。該盲板適配器應裝好閥門以使絕緣。 1.2鈍化過程 Process of Passivation 硝酸清洗通常被指稱為鈍化，意味著在此過程中金屬表面形成了一層保護性的惰性薄膜。實際上，酸處理主要是去除影響在不銹鋼表面形成惰性氧化薄膜的污物，同時也有助於加快氧化過程。清洗要鈍化的船艙以至水白(Water white)的程度。用約15%的硝酸溶液（10-20%）清洗整個船艙表面。切記將酸加入水中，而不是將水加入酸中，以將混合產生的熱量減到最小。為了保證得到15%的溶液濃度，測出水流裝滿200升圓桶的時間，以計算淡水供應的流速。應用這一流速向船艙內注入所要求量的水。建議使用足量的溶液以使得鈍化過程中泵吸不間斷。用不銹鋼質的泵將要求量的酸加入船艙內，並由適當的HOSE直接導入船艙里的水中。如果要鈍化大量船艙，建議在第一個船艙內配製溶液然後逐個船艙傳輸。注意在傳輸過程中會產生溶液損失，因此溶液可能需要中途加註。鈍化大量船艙時，應監控溶液的質量，通過測量溶液的pH值和觀測溶液的顏色來控制溶液的濃度和污物。用盲板適配器，將規定數量的洗艙管和機器聯接起來。（應用盡可能多的洗艙機）洗艙口應蓋住以免溶液流出到低碳鋼甲板上。不銹鋼管鞍套可以很好地蓋住這些開口。應不斷讓水流過甲板，以便稀釋偶爾流到甲板上的酸。 按照以下方式開始循環船艙里的清洗溶液。從甲板平面向下10英寸落差，循環足一小時。高於船艙地板以上15英寸循環足一小時。在底部平面循環完成以後，關閉循環聯接上的閥門並將溶液輸送到下一個船艙。開始每個船艙的再循環之前，測量溶液的pH值。如果pH值高於2，則倒掉溶液。循環管從船艙上拆卸下來之後，應用水灌洗。 1.3沖洗過程Cleaning by Fresh Water 選擇一個船艙用以儲存淡水。這一船艙的泵管應當連接到洗艙管上。將洗艙管線上的所需數量的洗艙機連接到需要沖洗的船艙。所需要的洗艙機數量與循環所用的機器數量一致。使用與循環時一樣的落差。每15分鍾測量一次用完的水的pH值，並記錄下來。當pH值達到可接受的水平（6-7）時，改為第二個落差沖洗。以第二個落差沖洗30分鍾。完全排空船艙的水，撤去沖洗機。給船艙通風。對船艙進行目測，並測量隱蔽區域表面的pH值。如果手頭有鈍化儀，將鈍化儀的讀數一並記錄下來。報告：向相應船隊提交一份鈍化處理的報告。應當認識到，每艘船隻和每個情況都有所不同。所以，建議負責人根據自己所處的特殊情況評估這些步驟，並且依照自己的最佳判斷進行處理。 2、運用蒸汽注入法進行SS船艙的鈍化 Passivation of SS C.O.T. by Steaming 2.1需要以下設備Equipments required：每100立方米的船艙容量需4升硝酸。帶吸入連接管的不銹鋼噴射器. 該連接管要帶防酸的吸入管及不銹鋼球閥。用於裝盛和在甲板上轉移硝酸的防酸容器。用於探入船艙的蒸汽軟管。 2.2鈍化步驟 Process of Passivation：將蒸汽噴射器裝進船艙內，可裝在梯子上，也可裝在位於中央的洗艙口處。開始向船艙內加入蒸汽，加汽短時間之後，打開裝在酸容器上的吸進球閥。調整球閥，使得硝酸緩慢地、均勻地和連續不斷地加入到蒸汽中，持續一段至少為30分鍾的時間。這一點很重要，否則，硝酸將不會形成霧狀融入蒸汽中。如果硝酸的小滴太大，它們將直接掉到船艙底部而不產生效果。當有適量的硝酸注入船艙（4升/100立方米）時，停止注入蒸汽，並關閉船艙保持3-4小時。這段時間過後，以淡水清洗船艙約一小時。在停止沖洗過程之前應檢查沖洗後的水其pH值是否達到可接受的水平（6-7）。對船艙進行目測，並測量隱蔽區域表面的pH值。如果手頭有鈍化儀，也一並使用。報告：向相應船隊提交一份鈍化處理的報告。如定期使用蒸汽法進行鈍化處理，將會產生令人滿意的效果。然而，如果船艙的狀況已嚴重惡化，則強烈推薦使用循環方法進行處理。應當認識到，每艘船和每種情況都有所不同。所以，建議負責人根據自己所處的特殊情況評估這些步驟，並且依照自己的最佳判斷進行處理。 不銹鋼設備製造過程中的酸洗鈍化處理 1.切削加工後的清洗及酸洗鈍化 不銹鋼工件經切削加工後表面上通常會殘留鐵屑、鋼末及冷卻乳液等污物，會使不銹鋼表面出現污斑與生銹，因此應進行脫脂除油，再用硝酸清洗，既去除了鐵屑鋼末，又進行了鈍化。 2.焊接前後的清洗及酸洗鈍化 由於油脂是氫的來源，在沒有清除油脂的焊縫中會形成氣孑L，而低熔點金屬污染(如富鋅漆)焊接後會造成開裂，所以不銹鋼焊前必須將坡口及兩側20mm內的表面清理干凈，油污可用丙酮擦洗，油漆銹跡應先用砂布或不銹鋼絲刷清除，再用丙酮擦凈。 不銹鋼設備製造無論採用何種焊接技術，焊後均要清洗，所有焊渣、飛濺物、污點與氧化色等均要除掉，清除方法包括機械清洗與化學清洗。機械清洗有打磨、拋光與噴砂噴丸等，應避免使用碳鋼刷子，以防表面生銹。為取得最好的抗腐蝕性能，可將其浸泡在HNO3和HF的混液中，或採用酸洗鈍化膏。實際上常4鐦1械清洗與化學清洗結合起來應用。 3.鍛鑄件的清洗 經鍛鑄等熱加工後的不銹鋼工件，表面往往有一層氧化皮、潤滑劑或氧化物污染，污染物包括石墨、二硫化鉬與二氧化碳等。應通過噴丸處理、鹽浴處理以及多道酸洗處理。如美國不銹鋼渦輪機葉片處理工藝為： 鹽浴(10min)→水淬(2．5min)→硫酸洗(2min)→冷水洗(2min)→鹼性高錳酸鹽浴(10min)→冷水洗(2min)→硫酸洗(1rain)→冷水洗(1min)→硝酸洗(1．5min)→冷水洗(1min)→熱水洗(1min)→空氣乾燥。 新裝置投產前的酸洗鈍化處理 許多大型化工、化纖、化肥等裝置的不銹鋼設備與管道在投產開工前要求進行酸洗鈍化。雖然設備在製造廠已進行過酸洗，去除了焊渣與氧化皮，但在存放、運輸、安裝過程中又難免造成油脂、泥砂、鐵銹等的污染，為確保裝置與設備試車產品(尤其是化工中間體及精製品)的質量能夠達到要求，保證一次試車成功，必須進行酸洗鈍化。如H2O2生產裝置不銹鋼設備與管道，投產前必須進行清洗，否則若有污物重金屬離子會使催化劑中毒。另外，如金屬表面有油脂與游離鐵離子等會造成H2O2的分解，劇烈放出大量熱，引發著火，甚至爆炸。同樣對氧氣管道來說存在微量油污與金屬微粒也可能產生火花而發生嚴重後果。 現場檢修中的酸洗鈍化處理 在精製對苯二甲酸(PTA)，聚乙烯醇(PVA)，腈綸，醋酸等生產裝置的設備材料中，大量使用奧氏體不銹鋼316L、317、304L，由於物料都含有Cl-、Br-、 SCN-、甲酸等有害離子，或由於污垢、物料結聚，會對設備產生點蝕、縫隙腐蝕與焊縫腐蝕。在停車檢修時可以對設備或部件進行全面或局部酸洗鈍化處理，修復其鈍化膜，以防局部腐蝕擴展。如上海石化PTA裝置乾燥機的不銹鋼管子更新檢修及腈綸裝置的不銹鋼換熱器檢修等均進行過酸洗鈍化。 在役設備除垢清洗 石油化工裝置中的不銹鋼設備，尤其是換熱器，經一定時間運行後，內壁會沉積各種污垢，如碳酸鹽垢、硫酸鹽垢、硅酸鹽垢、氧化鐵垢、有機物垢、催化劑垢等，影響了換熱效果，並且會造成垢下腐蝕。需要選擇合適的清洗劑進行除垢，可採用硝酸、硝酸+氫氟酸、硫酸、檸檬[page]酸、EDTA、水基清洗劑等，並添加適量的緩蝕劑。除垢清洗後，如需要可再進行鈍。化處理。如上海石化PTA、醋酸、腈綸等裝置的不銹鋼換熱器均進行過除垢清洗。 不銹鋼酸洗鈍化的注意事項 1.酸洗鈍化的前處理 不銹鋼工件酸洗鈍化前如有表面污物等，應通過機械清洗，然後除油脫脂。如果酸洗液與鈍化液不能去除油脂，表面存在油脂會影響酸洗鈍化的質量，為此除油脫脂不能省略，可以採用鹼液、乳化劑、有機溶劑與蒸汽等進行。 2.酸洗液及沖洗水中Cl-的控制 某些不銹鋼酸洗液或酸洗膏採用加入鹽酸、高氯酸，三氯化鐵與氯化鈉等含氯離子的侵蝕介質作為主劑或助劑去除表面氧化層，除油脂用三氯乙烯等含氯有機溶劑，從防止應力腐蝕破裂來說是不太適宜的。此外，對初步沖洗用水可採用工業水，但對最終清洗用水要求嚴格控制鹵化物含量。通常採用去離子水。如石化奧氏體不銹鋼壓力容器進行水壓試驗用水，控制C1-含量不超過25mg／L，如無法達到這一要求，在水中可加入硝酸鈉處理，使其達到要求，C1-含量超標，會破壞不銹鋼的鈍化膜，是點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕破裂等的根源。 3.酸洗鈍化操作中的工藝控制 硝酸溶液單獨用於清除游離鐵和其它金屬污物是有效的，但對清除氧化鐵皮，厚的腐蝕產物，回火膜等無效，一般應採用HNO3+HF溶液，為了方便與操作安全，可用氟化物代替HF[2]。單獨HNO3溶液可不加緩蝕劑，但HNO3+HF酸洗時，需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗，為防止腐蝕，濃度應保持5：1的比例。溫度應低於49℃，如過高，HF會揮發。 對鈍化液，HNO3應控制在20％—50％之間，根據電化學測試，HNO3濃度小於20％處理的鈍化膜質量不穩定，易產生點蝕[8]，但HNO3濃度也不宜大於50％，要防止過鈍化。 用一步法處理除油酸洗鈍化，雖然操作簡便，節省工時，但該酸洗鈍化液(膏)中會有侵蝕性HF，因此其最終保護膜質量不如多步法。 酸洗過程中允許在一定范圍內調整酸的濃度、溫度與接觸時間。隨著酸洗液使用時間的增長，必須注意酸濃度和金屬離子濃度的變化，應注意避免過酸洗，鈦離子濃度應小於2％，否則會導致嚴重的點蝕。一般來說，提高酸洗溫度會加速與改善清洗作用，但也可能增加表面污染或損壞的危險。 4.不銹鋼敏化條件下酸洗的控制 某些不銹鋼由於不良熱處理或焊接造成敏化，採用HNO&HF酸洗可能會產生晶間腐蝕，由晶間腐蝕引起的裂縫在運行時，或清洗時，或隨後加工中，能夠濃縮鹵化物，而引起應力腐蝕。這些敏化不銹鋼一般不宜用HNO3+HF溶液除鱗或酸洗。在焊後如必須進行這種酸洗，應採用超低碳或穩定化的不銹鋼。 5.不銹鋼與碳鋼組合件的酸洗 對不銹鋼與碳鋼組合件(如換熱器中不銹鋼管子、管板與碳鋼殼體)，酸洗鈍化若採用HNO3或 HNO3+HF會嚴重腐蝕碳鋼，這時應添加合適的緩蝕劑如Lan-826。當不銹鋼與碳鋼組合件在敏化狀態下，不能用HNO3+HF酸洗時，可採用羥基乙酸(2％)+甲酸(2％)+緩蝕劑，溫度93℃，時間6h或EDTA銨基中性溶液+緩蝕劑，溫度：121℃，時間：6h，隨後用熱水沖洗並浸入10mg／L氫氧化銨+100mg／L聯氨中[3]。 6.酸洗鈍化的後處理 不銹鋼工件經酸洗和水沖洗後，可用含10％(質量分數)NaOH+4％(質量分數)KMnO4的鹼1生高錳酸鹽溶液在71～82℃中浸泡5～60min，以去除酸洗殘渣，然後用水徹底沖洗，並進行乾燥。不銹鋼表面經酸洗鈍化後出現花斑或污斑，可用新鮮鈍化液或較高濃度的硝酸擦洗而消除。最終酸洗鈍化的不銹鋼設備或部件應注意保護，可用聚乙烯薄膜覆蓋或包紮，避免異金屬與非金屬接觸。 對酸性與鈍化廢液的處理，應符合國家環保排放規定。如對含氟廢水可加石灰乳或氯化鈣處理。鈍化液盡可能不用重鉻酸鹽，如有含鉻廢水，可加硫酸亞鐵還原處理。 酸洗可能引起馬氏體不銹鋼氫脆，如需要可通過熱處理去氧(加熱至200℃保溫一段時間)。 不銹鋼酸洗鈍化質量檢驗 由於化學檢驗會破壞產品的鈍化膜，通常在樣板上進行檢驗。方法舉例如下： (1)硫酸銅滴定檢驗 用8gCuS04+500mLH20+2～3mLH2S04溶液滴入樣板表面，保持濕態，如6min內不出現銅的析出為合格。 (2)高鐵氰化鉀滴定檢驗 用2mLHCl+1mLH2S04+1gK3Fe(CN)6+97mLH20溶液滴在樣板表面，通過生成藍色斑點的多少及出現時間的長短來鑒定鈍化膜質量的好壞。
採納哦
B. 鈦管焊了發藍能怎麼處理在線等,我知道是氧化的，沒保護好保護氣，焊完已經發藍，怎麼處理
鈦的焊接最重要的就是保護問題，氬氣要用高純氬，焊槍要帶保護拖罩，背面也必須充氬保專護，屬對大的工件或是板材，無法整體充氬時，在背面要專門做保護盒。保護盒可以用不銹鋼材料製作，內部要用幾層很細的不銹鋼的篩網將氬氣流均勻平穩。焊接時不要太著急，焊一小段就要停下來，讓氬氣將剛焊的焊縫及熱影響區充分冷卻後再接著往下焊，焊後焊縫表面為銀白色說明保護效果很好，金黃色還可以，發藍氧化比較嚴重了，對於非重要承載焊縫可以使用，重要焊縫只允許銀白色和金黃色。如果焊後焊縫表面是灰色的，說明氧化太嚴重了，應該重新焊接。但鈦的返修很難，最好是將熱影響區去掉後再重焊，但這樣可能導致尺寸的減小。所以，鈦的焊接一定要注意事先作好充分准備，找一塊試板先焊，試好後再在產品上進行焊接，而且要注意看氬氣表，防止中途氬氣中斷。
為了解決氣體保護不好所引起的強氧化，自己做個尾氣保護的工裝。工裝的製作可以參照自動氬弧焊機的尾氣保護。效果應該會不錯。
C. 鈦和條合金管焊接特點和方法是什麼
鈦和鈦合金管焊接特點和方法是什麼？
答：
一）鈦製品的焊接特點
鈦設備焊接極易氧化、氮化和脆化。
① 在400℃時即開始大量吸氫，氫是鈦最有害的元素之一，使鈦的塑性與韌性降低，導致脆裂，在冷卻時，氫來不及逸出而產生氣孔，故一般要求鈦材中含量小於0.01％～0.15％，若母材含氫量大，則應預先進行脫氫處理。
② 鈦在600℃以上就會急劇地和氧、氮化合，生成TiO2和TiN（硬度極大），使焊接接頭的塑性和韌性下降，並會引起氣孔和裂紋缺陷。
③ 當加熱到800℃以上，TiO2即溶解於鈦中並擴散深入到金屬鈦的內部組織中，形成0.01～0.08mm厚的中間脆性層。溫度越高，時間越長，氧化、氮化也越嚴重，焊接接頭的塑性急劇下降。要求鈦中含氧量小於0.1％～0.15％，鈦還極易與碳形成脆性的碳化物，降低塑性和可焊性。
④ 熔點高，1608～1725℃，熱容量大，導熱性差，焊接接頭容易過熱，晶粒粗大，尤其是β鈦合金，焊接接頭塑性下降最明顯，若為結構剛性大的工件，在焊接應力的作用下還會導致產生裂紋。
⑤ 鈦在氫和殘余應力作用下，可能出現冷裂紋，必須嚴格控制焊接接頭中的氫含量。鈦一旦沾染鐵離子，即變脆，這是促使鈦材產生裂紋的重要原因之一。鈦材焊接變形較大，校正困難。
二）鈦管焊接工藝
1.1 鈦管的設計技術條件與標准
1.1.1 設計技術條件
1.1.1.1 管材及配件材質IN17850 3.7025,3．7035,3．7055．其化學成分如下表：
序號 材料號 牌號 化學成分
DINl7850 (級別) Ti C Fe N O H
1 3.7025 Ⅰ 餘量 ≤0.08 ≤0.20 ≤0.05 0.03～0.12 ≤0.013
2 3.7035 Ⅱ 餘量 ≤0.08 ≤0.25 ≤0.05 0.07～0.18 ≤0.013
3 3.7055 Ⅲ 餘量 ≤0.10 ≤0.30 ≤0.05 0.15～0.25 ≤0.013
1.1.1.2 管材規格：φ508×4.5，φ408×14，φ26.9×l.5,φ21.3×2.6。
1.1.1.3 鈦管工作條件；溫度224℃，壓力2.5MPa，介質醋酸，溴化物。
1.1.1.4 管道質量要求：焊接接頭系數1，焊縫射線檢驗100%，水壓試驗壓力3.75MPa，氣密性試驗壓力0.625MPa
1.1.2 技術標准
1.1.2.1 管道工程鈦材焊接規范LON1015E
1.1.2.2 鈦管施工技術條件伍德公司標准
1.1.2.3 鈦管施工及驗收規范SHJ502-86
1.2 焊接特點
鈦管焊接是利用惰性氣體對焊接區進行有效保護的TiG焊接工藝。由於鈦材具有特殊的物理化學特性，因而其焊接工藝與其它金屬存在較大差異。焊接時必須保證：（1）焊接區金屬在250℃以上不受活性氣體N，0、H及有害雜質元素C，Fe，Mn等的污染。（2）不能形成粗晶組織。（3）不能產生較大的焊接殘余應力和殘余變形。所以，焊接過程須按合理的工藝，嚴格按工序質量管理標准，實行全過程的質量控制。使人、機、料、法各因素均處於良好的受控狀態，從而在合理的工期內，保證鈦管的焊接質量。
2 材料、設備及工具要求
2.1 鈦管及配件；應具有製造廠的出廠合格證和質量證明書。經復驗其規格、化學成分、力學性能及供貨狀態均應符合DIN17850標準的要求。
2.2 焊接材料
2.2.1 焊絲：焊絲牌號為ERTi-2。選擇焊絲應符合：（1）焊絲的化學成分和力學性能應與母材相當；（2）若焊件要求有較高的塑性時，應採用純度比母材高的焊絲。
2.2.2 焊絲在使用前要進行材質復驗，檢查出廠合格證和質量證明書；焊絲表面應清潔，無氧化色、無裂紋、起皮、斑疤和夾渣等
缺陷。焊絲的化學成分應符合AWS A5．16一70的有關規定。
2.2.3 氬氣：工業一級純氬，純度不得低於99．98%，含水量小於50Mg/L氬氣在使用前先檢查瓶體上的出廠合格證，以驗證氫氣的純度指標，然後檢查瓶閥有無漏氣或失靈現象。
2.2.4 鎢極：選用φ2.0～φ3.0 mm鈰鎢極，其化學成分應符合如下要求：
成份%
牌號 W CeO Fe2O3+Al2O3 SiO2 Mo CuO
Wce-20 餘量 2.0 ≤0.02 ≤0.06 ≤0.01 ≤0.01
2.3 焊接設備
2.3.1 焊機：採用直流TiG焊機。焊機應保證優良的工作特性和調節特性，同時配備有完好的電流表和電壓表。
2.3.2 焊炬:採用QS一75°/500型水冷式TiG焊焊炬。焊炬應具有結構簡單，輕巧耐用，槍體嚴密，絕緣良好，氣流穩定，夾鎢捧牢固，適合於各種位置焊接的特點。
2.3.3 氬氣輸送管；採用半硬質塑料管，不宜用橡膠軟管和其它吸濕材料。使用時應專用，不得與輸送其它氣體的管相互串用。氬氣管不宜過長，以免壓力降過大引起氣流不穩,一般不超過30m。
2.3.4 焊接夾具：用奧氏體不銹鋼或銅制管卡蘭、鎖緊螺栓等組對鈦管及配件。應確保對鈦管及配件有一定的夾緊力,以保證軸線一致，間隙均勻合適。
2.3.5 輔助設備及工具：氬氣保護罩，磨光機，專用銼刀，不銹鋼絲刷等。
3 焊接工藝
3.1 管道預制階段
3.1.1 管道切割與坡口加工；管材切割與坡口加工應在專門的作業場所內採用機械加工方法進行。加工時要用非污染介質潔凈水進行冷卻，以防氧化。加工工具應專用，並保持清潔，以防鐵質污染。加工好的管口應保證表面平整，無裂紋、重皮等缺陷。切口平面最大傾斜度偏差不超過管徑的1%。
3.1.2 表面清理：用奧氏體不銹鋼制的鋼絲刷清除鈦管所有焊接表面及坡口附近100mm內的銹皮、油漆、臟物、灰塵和能與鈦材起反應的雜物。用砂輪修整加工面，清除飛邊、毛刺、凸凹等缺陷。
3.1.3 組對：將鈦管、配件對准、夾好，軸線不得偏移，間隙均勻一致，並應防止鈦管在裝配中被損傷和污染。避免強制組對。定位焊採用和正式焊接相同的焊接工藝。
3.1.4 脫脂處理：用賽璐珞海棉沾無硫乙醇或無硫丙酮對所有焊接表面和坡口附近50mm內全部做脫脂處理，處理後的表面應無任何殘留物。
3.1.5 焊接：應在有關標准規定的條件下進行。
3.1.5.1 焊接工藝評定
在鈦管正式施焊前，用φ252×14 TA2管進行焊接性試驗，在此基礎上進行φ36×4，φ252×14垂直固定及水平固定位置的四項焊接工藝評定。焊接工藝評定宜在焊接試驗室進行。試驗前擬定了與工程施工實際相同的焊接方案，評定原則、要求、方法均按ASME IX執行。評定合格的工藝參數如下：
a、坡口條件
管壁厚(mm) 坡口形式 坡口角度 對口間隙(mm) 鈍邊(mm) 清理范圍(mm)
≤2 V 50° 0～0.8 0～0.8 每側50～100
＜2 V 60° 0.5～2 1～1.5 每側50～100
b電源種類和特性:直流正接
c焊接規范
壁厚mm ≤2 3～4 4～7 6～7 ＞7
焊接層數 1 1～2 2～3 3～4 4～5
鎢極直徑mm 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0
焊絲直徑mm 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0
焊槍直徑mm 10～12 16～20 16～20 16～20 16～20
電壓V 10～12 12～14 12～14 12～14 12～14
電流A 40～70 80～110 110～140 120～180 120～180
焊速cm/min 7.5～10 10～15 10～15 10～15 10～15
層間溫度℃ ＜200 ＜200 ＜200 ＜200 ＜200
線能量KJ/cm 2.4～6.7 3.9～9.3 5.3～11.8 5.8～15.1 5.8～15.1
噴咀氬氣l/min 8～12 12～15 15～20 15～20 15～20
保護罩氬氣l/min 16～25 25～30 35～45 35～45 35～45
管內氬氣l/min 6～10 8～15 10～20 10～20 10～20
氬氣保護時間S 30～60 ＞60 ＞60 ＞60 ＞60
保護區氬氣充裝系數 21.8 21.8 21.8 21.8 21.8
3.1.5.2 焊工資格
根據焊接工藝評定所提供的工藝參數，在專家的指導下組織焊工進行學習，並請有經驗的焊工師傅作示範，對將參與焊接的焊工進行操作技能培訓和考試。結果參加培訓的五名焊工全部通過DIN8560規定的考試，並參加鈦管的焊接工作。
3.1.5.3 焊材
焊絲為德方提供的ERTi-2，規格經工藝評定後確定為φ2.0、φ3.0。焊絲在使用前應按坡口的清理方法進行表面清理及脫脂處理，施焊時焊絲的端部應除去10～20mm長。
3.1.5.4 焊接環境
鈦管施工需在預制廠房內進行，在現場焊接固定口時，應根據需要搭設防雨、防風棚，保證焊接環境符合工藝要求。若出現下列條件之一時，不準進行焊接。
3.1.5.5 層間清理與保護
對多層焊道，在下一層施焊前，首先檢查表面氧化程度，如有異常情況，應立即進行表面處理或返修處理，處理時必須用專用的奧氏體不銹鋼制鋼絲刷和砂輪。
3.1.5.6 焊縫表面酸洗鈍化處理
鈦材焊接後，經表面色澤檢查合格後須對焊縫和熱影響區進行酸洗鈍化處理。酸洗後必須立即用水徹底沖洗．以除去殘留在焊件上的酸液。整個酸洗過程的溫度應控制在40℃以下。
酸洗鈍化液按下列比例配方；
3.1.6 焊接檢驗
所有焊縫均應進行外觀檢查，X射線照相檢查，著色檢驗和壓力試驗等項檢驗，均應合格。
D. 鈦設備焊接工藝措施有哪些鈦設備優化措施有哪些如何判斷鈦設備焊縫質量
鈦材設備焊接工藝措施優化措施1焊前准備和焊接材料的選擇
焊接方法的選擇，根據純鈦的物理、化學性能和特點，現場多採用TIG焊接。焊絲的正確選擇是保證純鈦焊接質量的關鍵，為了保證焊縫與母材等強。
氬氣的純度將直接影響到純鈦焊縫的硬度和韌性，對焊接裂紋的產生也有著明顯影響。要求純鈦焊接用的氬氣必須是高純度氬（富氬Ar99.99%），露點在－40℃以下，H2O小於0.001mL/L。
2幾項主要焊接工藝及技術措施
（1）焊接設備及其輔助器具
選用適宜的鎢極氬弧焊機（最好是逆變電源），焊機帶高頻或高壓起弧裝置，施焊中嚴禁採用擦弧引燃的方法。選用精確的氬氣流量計以控制氣流量。
（2）焊接層數及其確定
在中、厚壁鈦設備的焊接中，應採用多層焊，但在保證材料晶粒度細小及應力較小的前提下，盡可能地減少焊接層數。
（3）焊接工藝參數的確定
純鈦焊接工藝的選擇，既要防止焊縫在電弧熱的作用下產生粗晶組織，又要避免在焊後冷卻時被大氣的污染出現脆化組織，所以對施工環境、焊接區域內的保護至關重要。
（4）操作技術要點
焊接時要時常觀測焊縫表面顏色，以銀白色為最佳，其次是金黃色。否則要調整焊接工藝參數和保護氣體流量。
3、其它注意事項
①焊後處理及檢驗。
鈦設備焊後都需對焊縫及熱影響區進行酸洗，然後用清水將酸洗液清洗干凈。
②根據鈦材的焊接特性，凡是在焊接過程中能有效地防止氣體污染的焊接方法均能採用，如鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊、等離子弧焊等，但根據現場的施工條件，採用鎢極氬弧焊（直流正極法），既能保證焊接質量，又能適合現場條件下的各種位置焊接。
③焊絲選用與母材化學成分相同的材料，並附有質保書（有時為了提高塑性也可選用比母材合金成分低的焊絲），決不允許有裂紋、夾層等各種內在及表面缺陷，並且焊前予以徹底清理。
④對大、中型設備，可採用槽內充氬保護焊縫及近縫區的內表面，槽內亦應提前送氣排凈空氣，並保持微弱的正壓和流動狀態，而後起弧焊接。
⑤焊接過程中應保持穩定，防止鎢極與焊件或焊絲接觸造成夾鎢，當出現夾鎢時，應消除缺陷後方可繼續施焊。若採用多層焊，層間溫度控制在200℃以下，脫離保護罩溫度控制在400℃以下。
⑥此外，設備在組對縱、環焊縫時，要保持內壁平齊，錯變數不得超過壁厚的10%。要嚴格控制焊後的冷卻速度在適宜的范圍。
總之鈦設備現場的焊接過程，關鍵的幾個要點必須控制好，即打磨-清洗-環境-保護-參數-焊接-後處理，這些節點每一個都很重要，缺一不可，只要嚴格按照規程操作，就不會出現質量問題