材质:TA1(Gr1)、TA2(Gr2),TA9(Gr7,Ti-Pd)、TA10(Gr12,Ti-Mo-Ni)
执行标准: ASTM B338、ASME SB-862、GB/T 3625-2023、GB 151-2014、NB/T 47004-2022、CB/T 4289-2013、ISO 20703:2020
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发布日期: 2024-04-05 21:31:27
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以下是腾宇钛业关于海水换热用钛蒸发器的性能、制造工艺、执行标准、应用领域及采购注意事项的详细说明:
一、性能特点
性能指标 | 钛蒸发器优势 | 对比材料(如不锈钢/铜合金) |
耐腐蚀性 | 耐受海水、Cl⁻、H₂S、高温酸性介质,腐蚀速率<0.01 mm/年,寿命≥30年。 | 不锈钢易点蚀(腐蚀速率>0.1 mm/年),铜合金易脱锌腐蚀。 |
抗生物污损 | 表面光滑且无毒性,抑制微生物附着,清洗周期延长3~5倍。 | 需定期化学清洗,易滋生贝类、藻类。 |
热效率 | 薄壁设计(0.3~1.0 mm)提升传热系数(K值达2500~4000 W/(m²·K))。 | 铜合金K值高但易腐蚀,不锈钢需增加壁厚降低效率。 |
轻量化 | 密度仅为钢的60%,降低设备自重,适用于海上平台和船舶。 | 铜合金密度高,增加结构负荷。 |
环保性 | 无涂层、无重金属溶出,符合IMO《国际海洋污染防治公约》。 | 铜合金可能释放Cu²⁺,污染水体。 |
二、制造工艺
1、材料选择
牌号:常用TA1(Gr1)、TA2(Gr2),极端环境用TA9(Gr7,Ti-Pd)或TA10(Gr12,Ti-Mo-Ni)。
管材/板材:无缝钛管(ASTM B338)、轧制钛板(GB/T 3621)。
2、成型工艺
冲压/旋压:用于制造蒸发器壳体、管板,需控制回弹(钛弹性模量低)。
胀管工艺:钛管与管板采用液压胀接,膨胀率10%~15%,确保密封性。
3、焊接技术
自动TIG焊:氩气保护(纯度≥99.999%),焊后酸洗钝化(HNO₃:HF =3:1)。
激光焊接:用于薄壁钛板(0.3~0.5 mm),熔深≥板厚80%,热影响区小。
4、表面处理
酸洗钝化:去除氧化层,形成5~30 nm致密TiO₂膜。
阳极氧化:可选彩色氧化(提高美观性)或纳米氧化(增强抗污性)。
5、检测标准
无损检测:涡流检测(ET)100%覆盖钛管,射线检测(RT)焊缝。
压力测试:水压试验1.5倍设计压力,保压30分钟无泄漏。
三、执行标准
1、国际标准
材料标准:
ASTM B338(钛及钛合金管材)。
ASME SB-862(钛钯合金焊接管)。
设计制造:
ASME BPVC Section VIII(压力容器规范)。
TEMA Class R(严苛工况蒸发器设计标准)。
2、中国标准
GB/T 3625-2023(换热器用钛管)。
GB 151-2014(管壳式热交换器)。
NB/T 47004-2022(板式热交换器)。
3、行业标准
船舶与海洋工程:CB/T 4289-2013(船用钛蒸发器技术条件)。
海水淡化:ISO 20703:2020(反渗透用钛管规范)。
四、应用领域
领域 | 应用场景 | 典型案例 |
海水淡化 | MSF/MED蒸发器、RO系统预热器,处理高温高盐海水。 | 沙特Jubail III淡化厂(TA2管束,日产100万m³)。 |
海洋油气平台 | LNG再气化、原油加热,耐受含硫介质。 | 挪威北海平台TA10蒸发器,运行寿命15年+。 |
船舶与潜艇 | 发动机余热回收、淡水生成系统,适应高振动环境。 | 中国“雪龙2”号极地科考船钛蒸发器。 |
化工环保 | 含Cl⁻、酸性废水的蒸发结晶,替代石墨/不锈钢设备。 | 某化工厂TA9蒸发器处理pH=2酸性废水。 |
五、采购注意事项
1、材料认证
质保书:需提供ASTM/GB材质报告,包括化学成分、力学性能(如TA2抗拉强度≥345 MPa)。
耐蚀证明:第三方检测报告(如ASTM G48点蚀试验、SSC硫化氢应力腐蚀测试)。
2、工艺验证
焊接工艺评定(WPS/PQR):符合ASME IX或GB/T 13149。
样品测试:要求供应商提供小样,测试胀接强度、焊缝气密性。
3、成本分析
总成本模型:比较初始成本(钛比不锈钢高2~3倍)与全寿命成本(维护费低70%)。
轻量化收益:计算减重对支撑结构成本的节约(如海上平台载荷降低20%)。
4、供应商评估
资质:需具备ASME U钢印、PED认证(欧盟压力设备指令)。
案例经验:优先选择有海水淡化或海洋工程项目经验的供应商。
5、售后服务
质保期:明确核心部件(如钛管束)质保≥10年。
维护支持:提供智能监测系统(如污垢热阻在线监测)和脉冲清洗设备。
海水换热用钛蒸发器凭借其卓越的耐蚀性、高效传热和长寿命,在严苛海洋环境中成为不可替代的核心设备。采购时需重点关注材料认证、工艺合规性及供应商资质,结合全生命周期成本分析,选择性价比最优方案。随着3D打印、纳米改性等技术的发展,钛蒸发器在高效化和智能化方向仍有广阔升级空间。
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