伴隨著我國各項工業(yè)技術(shù)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(shù)的發(fā)展，帶來的是更加優(yōu)秀的化工技術(shù)與化工裝置，化工設(shè)備是一種化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器。而化工生產(chǎn)的目的就是將原材料經(jīng)過一定的技術(shù)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(jī)械就是化工裝置。由于鈦合金的強(qiáng)度高、耐蝕性好、內(nèi)熱性能良好常常被用于制作化工設(shè)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(shè)備使用現(xiàn)狀來講，還存在很多常見的缺陷，針對鈦合金設(shè)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(bǔ)救措施。
1 、化工裝置鈦合金設(shè)備常見的缺陷
由于鈦合金的材料特征，在設(shè)備進(jìn)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(zhì)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(jié)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(shè)備的過程中，氫由高溫深池向溫度較低的熱影響區(qū)擴(kuò)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(dǎo)致較大的組織應(yīng)力，而且氫原子向該區(qū)的高應(yīng)力區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)散與聚集，最終產(chǎn)生裂紋。
除此之外，在進(jìn)行鈦合金設(shè)備的焊接時，經(jīng)常會因為技術(shù)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(shè)備接頭的疲勞強(qiáng)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(nèi)環(huán)境下的極限溶解度只有 0.002% 左右。當(dāng)設(shè)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(yīng)力，由于應(yīng)力較大，直接導(dǎo)致了晶間產(chǎn)生微裂紋，在外力的強(qiáng)烈作用下，這些晶間微裂紋逐漸擴(kuò)展成為了裂紋。
2、 針對化工裝置鈦合金設(shè)備常見的缺陷采取的修復(fù)方法
2.1 確立具體的修復(fù)方法
鈦合金設(shè)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(yán)重影響著鈦合金設(shè)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(jìn)行全面嚴(yán)實的防護(hù)（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(shè)備采取較為特殊的保護(hù)措施，可以利用氬弧焊接的技術(shù)來進(jìn)行處理，通過大面積的噴射焊炬方式，以擴(kuò)大氣體的保護(hù)區(qū)面積。當(dāng)噴嘴的面積不足以對焊縫以及近縫區(qū)域的高溫金屬進(jìn)行保護(hù)時，則需要補(bǔ)充氬保護(hù)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(hù)措施的重要依據(jù)，其中銀白色表示防護(hù)的效果為最佳，而黃色則是保護(hù)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。
2.3 焊前準(zhǔn)備與坡口的選擇
對于焊接鈦設(shè)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(zhì)量來說，其是影響焊接接頭力學(xué)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(jìn)行一次酸洗操作，再用水沖洗一次，等到烘干后就可以進(jìn)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(shè)備以及設(shè)備兩側(cè)、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(shè)備的氬弧焊接可以采用下降外特征強(qiáng)，高頻引弧的直流雅虎焊電源來進(jìn)行，但要保證延遲的遞氣時間最好在 15s 范圍以內(nèi)。因為長時間的無氣，焊接表面會遭受空氣中的氧化物質(zhì)與雜質(zhì)污染影響焊接效果。
通常此采用的機(jī)械是 WSW-315 型號的 IGBT 逆變直流脈沖氬弧焊機(jī)。
3、 結(jié)語
綜上所述，針對化工裝置鈦合金裂縫問題，應(yīng)正確的采取相應(yīng)措施，針對鈦合金材料的自身特點，加強(qiáng)修復(fù)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，就能有效處理焊接問題與裂縫問題。在日常的化學(xué)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(jìn)行探索，進(jìn)一步總結(jié)出合理的修復(fù)措施與手法，促進(jìn)我國化工業(yè)發(fā)展。
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