Заварената тръба от титан и титанова сплав с прав шев (наричана по-нататък "титанова заварена тръба") се заварява чрез валцуване на валцована лента или широка плоча от титан и титанова сплав във формата на тръба. Класовете титанови сплави в Съединените щати включват основно Gr.1, Gr.2 и Gr 12. Вътрешните марки титанови сплави включват главно TA1, TA2 и TA10.
Потокът на производствения процес на титаниева заварена тръба е следният: отвиване на титаниева лента → челно заваряване на срязване → съхранение на примка → почистване на титаниева лента → оформяне на тръба → заваряване → откриване на дефекти с вихров ток на заварки → предварително зададен диаметър → онлайн отгряване → фино оразмеряване/изправяне → откриване на дефекти с вихров ток → измерване с лазерен шублер → пръскане онлайн с код → рязане с фиксирана дължина → ултразвуково откриване на дефекти → фино оразмеряване/плоска глава → тест за херметичност → проверка на готовия продукт → опаковане и складиране.
1. Развитие на вътрешната индустрия за заварени титанови тръби през последните години
Поради ограниченията на суровините и технологията на обработка, производствената технология на титанови заварени тръби е в ръцете на професионални производители в Япония, Съединените щати, Франция, Русия и други страни в продължение на много години. Разработването на титанови заварени тръби в Китай започна късно в сравнение с други продукти за обработка на титан и ранното развитие беше сравнително бавно. Въпреки че титановата безшевна тръба започна по-рано в Китай, нейното приложение е ограничено поради многото процедури за обработка, дългия производствен цикъл, ниската ефективност и високата цена. Въпреки това, титановата заварена тръба има висока производствена ефективност и добив, а нейните свойства като разширение и огъване на тръбата са подобни на тези на безшевната тръба. Следователно количеството титанови заварени тръби у нас и в чужбина се увеличава от година на година, а приложението им в кондензатора на електроцентрали се увеличава с всеки изминал ден.
В ранния етап на развитие на титаниеви заварени тръби, въпреки че Китай въведе пълна автоматична производствена линия на титаниеви заварени тръби с малък диаметър от чужбина, слагайки край на историята на неспособността на Китай да произвежда титаниеви заварени тръби, производството на титаниеви заварени тръби в Китай по това време беше напълно зависимо от вноса на рулони от титаниеви ленти и не беше в състояние да осигури заготовки за ленти за тънкостенни-титанови заварени тръби. В същото време продажната цена на рулони от титанови ленти в чужбина беше висока, така че производството на титанови заварени тръби в Китай беше възпрепятствано; В допълнение, поради многобройните въздействия на въвеждането на технологиите и храносмилането и трудностите при снабдяването със суровини, вътрешните титаниеви заварени тръби не са били в състояние да произвеждат на партиди и вътрешният пазар на титаниеви заварени тръби не е бил наистина формиран по това време.
През последните десет години бързото развитие на китайската индустрия за заварени титаниеви тръби се дължи главно на големия пробив в технологията на производство на рулони от титанови ленти, суровината за титаниеви заварени тръби в Китай. Индикаторите за техническа ефективност и стабилността на качеството на битовата студено и горещо валцувана титаниева лента могат да отговорят на изискванията за заварени титаниеви тръби.
Областта на приложение на титановата заварена тръба непрекъснато се разширява. Титановата заварена тръба се превърна в заместител на тръбата от неръждаема стомана, тръбата от медно-никелова сплав и титанова безшевна тръба в много индустрии. След няколко години на развитие, вътрешните титаниеви заварени тръби преминаха през серия от ключови процеси и технически затруднения и бяха широко използвани в енергетиката, климатизацията, обезсоляването, оборудването за пречистване на вода и други области. Освен това местните титанови заварени тръби също са изнесени на партиди. Може да се види, че производственият процес и нивото на качество на домашните титаниеви заварени тръби са значително подобрени.
2. Изчерпателни предимства на титановата заварена тръба
В Китай технологията за производство на безшевни тръби от титан с ниска якост и нисколегиран титан е сравнително зряла. По отношение на тръбите, изискващи висока устойчивост на налягане и структурно напрежение, обикновено се използват дебелостенни титанови безшевни тръби. Въпреки това, поради ниския добив на титанови безшевни тръби, дългия период на доставка и други фактори, енергично развиващите се титанови заварени тръби се превърнаха в тенденция в индустрията за титанови тръби. В сравнение с титановата безшевна тръба, титанова заварена тръба има все по-очевидни всеобхватни предимства. В Япония, Съединените щати, Европа и други страни и региони титановата заварена тръба постепенно заменя титанова валцована тръба.
2.1 Механичните свойства на титановата заварена тръба и титанова безшевна тръба са основно еднакви
Като вземем за пример тръби от титан и титанови сплави за топлообменници и кондензатори, националният стандарт е GB/T 3625-2007, а американският стандарт е ASTM B338. Има малка разлика, дори една и съща, между титанови заварени тръби и титанови безшевни тръби по отношение на химичния състав, механичните свойства и свойствата на процеса. С напредъка на технологията за заваряване на титаниеви заварени тръби и технологията за топлинна обработка, заваряването с единичен или няколко пистолета TIG/PAW се използва широко за тънкостенни заварени титаниеви тръби в Китай. След заваряване се приема онлайн процес на топлинна обработка. Чрез оптимизиране на процесите на заваряване и отгряване, микроструктурите на основния метал, заваръчния шев и засегнатата от топлина зона са основно сходни и напрежението при заваряване се елиминира, за да се хомогенизира микроструктурата на заваръчния шев. Чрез сравнение се установява, че съставът на заваръчния шев на титановата заварена тръба е основно същият като този на основния метал, а механичните свойства и антикорозионните свойства на заваръчния шев са същите като тези на основния метал.
2.2 Външният вид и качеството на титаниевата заварена тръба са по-добри от тези на титанова безшевна тръба
Титановата заварена тръба е заварена чрез студено валцувана лента, с еднаква дебелина на стената, добра концентричност, добро покритие и без мащабиране в тръбата. По-специално, тънкостенните-титаниеви тръби не могат да отговорят на техническите изисквания на безшевния процес на валцуване. След процес на валцуване или изтегляне е трудно да се постигне дебелина на стената по-малка от 1 mm за титанови безшевни тръби; Титановата заварена тръба може да постигне дебелина на стената от 0,5 mm или по-малко, спестявайки много материали и разходи. В същото време, поради тънката дебелина на стената на титановата заварена тръба, може да се получи по-висок коефициент на топлопреминаване и по-добър ефект на топлопреминаване.
2.3 Изключителни предимства по отношение на цената и защитата на околната среда на титановата заварена тръба
Процесът на производство на титанови безшевни тръби е сложен. Тривалцови или многовалцови мелници и изтеглящи машини обикновено се използват за валцоване или изтегляне на тръби с определени спецификации в множество преминавания. Накрая се произвеждат безшевни тръби след намаляване на диаметъра и стената. Производствената ефективност и добивът на процеса са ниски. Титанова безшевна тръба от гъбен титан до тръба, чрез валцуване или изтегляне, материалните отпадъци са големи, добивът е само около 50% и не може да се постигне масово производство, производственият цикъл е сравнително дълъг.
Титаниевата заварена тръба се произвежда чрез автоматизирана непрекъсната производствена линия, като се използват рулони от титаниеви ленти с еднаква дебелина на стената чрез студено огъване, заваряване, онлайн топлинна обработка, оразмеряване и изправяне, не-разрушителен тест и тест за херметичност. От гъбест титан до заварени тръби степента на използване на материала обикновено е около 80%. Ако като суровини се използват ролки от титанови ленти, степента на използване на материала е повече от 95%. С бързото развитие на местната титанова промишленост и все по-зрялата технология за заваряване, ефективността на производството на титанови заварени тръби също ще бъде значително подобрена. Стабилността на качеството, последователността и ефективността на производството ще бъдат по-високи. Може да се нареже до необходимата дължина според изискванията на клиента. Срокът за доставка е кратък, степента на използване на материала е висока и единичната цена ще бъде по-ниска от тази на безшевната тръба.
Титановите безшевни тръби обикновено се произвеждат чрез процеси на валцуване или изтегляне. В производствения процес ще се използва голямо количество валцово масло и течно масло, което ще доведе до сериозно замърсяване на производствената площадка. След валцоването и изтеглянето на титанови тръби, мазнините и мръсотията по вътрешните и външните повърхности на тръбите трябва да бъдат обезмаслени и ецвани. Процесът на мариноване ще доведе до голямо замърсяване на околната среда. За да се гарантира здравето на операторите и да се защити околната среда, е необходимо да се увеличат защитните средства и мерки, като по този начин се увеличат капиталовите инвестиции и разходите за производство на продукта. Титановата заварена тръба се произвежда непрекъснато в големи количества чрез автоматизирана производствена линия, със стабилно качество и висока производствена ефективност. Освен определена консумация на енергия като вода и електричество, производственият процес почти не замърсява околната среда.
