工业纯钛TA2的阳极氧化工艺研究_王院生
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浅谈钛TA2焊接技术和质量管理摘要:通过钛TA2管道的焊接实例,阐述了钛TA2材料的特点及焊接性,介绍了钛TA2的焊接方法、焊接材料的选用、坡口型式、焊接工艺参数、操作技术、质量控制措施及焊接过程中的注意事项。
关键词: 钛TA 2; 焊接工艺; 质量控制Abstract: Through TA2 titanium pipe welding example, this paper elaborated the TA2 titanium material welding characteristics and sex, introduced titanium TA2welding method, material selection, groove type, welding parameters, operation technology, quality control measures and points for attention in the welding process.Key words: titanium TA 2; welding process; quality control中图分类号:P755.1文献标识码:A 文章编号:汉邦(江阴)石化有限公司60万吨/年PTA装置以对二甲苯为原料,液相氧化生成粗对苯二甲酸,再经加氢精制,结晶,分离,干燥,得到精。
本装置主要工作介质有纯净水、醋酸、蒸汽、PX和对苯二甲酸物料等。
由于生产条件苛刻,工艺复杂,工作介质有强腐蚀性,所以主要工艺介质管道材质采用了钛TA2,壁厚为2~24mm。
因为钛特殊的焊接性,给施工带来了较大的难度。
钛管主要分布在PTA主装置氧化单元(B区)及过滤机和干燥单元(D区),共计510米,输送介质有气体、液体和浆料,寸口数846″,最大焊口为φ42″,最大设计压力3.24Mpa,最高设计温度318℃。
我项目部为确保焊接质量、进行了系统的焊接工艺评定。
纯钛阳极氧化纯钛阳极氧化是一种常见的表面处理技术,它可以使钛金属表面形成一层氧化膜,从而提高其耐腐蚀性、耐磨性和耐热性等性能。
本文将从纯钛阳极氧化的原理、工艺和应用等方面进行介绍。
纯钛阳极氧化的原理是利用电化学反应,在电解液中将钛金属表面氧化成一层氧化膜。
具体来说,当钛金属置于电解液中,通过外加电压,钛金属表面会产生氧化还原反应,生成氧化钛膜。
氧化钛膜的厚度和性质取决于电解液的成分、电解条件和钛金属表面的处理方式等因素。
二、纯钛阳极氧化的工艺纯钛阳极氧化的工艺包括预处理、电解液配制、电解、清洗和封孔等步骤。
1. 预处理:将钛金属表面进行机械处理,去除表面的氧化皮和污垢,使其表面光洁度达到要求。
2. 电解液配制:根据不同的要求,选择不同的电解液配方。
常用的电解液包括硫酸、磷酸、硝酸等。
3. 电解:将钛金属置于电解槽中,通过外加电压,使钛金属表面产生氧化还原反应,生成氧化钛膜。
电解过程中,需要控制电解液的温度、浓度、电压和电流等参数,以保证氧化钛膜的质量和厚度。
4. 清洗:将氧化钛膜表面的残留电解液和杂质清洗干净,以免影响其性能。
5. 封孔:在氧化钛膜表面形成微小的孔洞,以便将其染色或涂覆其他材料。
三、纯钛阳极氧化的应用纯钛阳极氧化广泛应用于航空航天、医疗器械、化工、电子等领域。
具体应用包括:1. 航空航天领域:纯钛阳极氧化可以提高钛合金的耐腐蚀性和耐磨性,使其适用于航空航天领域的高温、高压和强腐蚀环境。
2. 医疗器械领域:纯钛阳极氧化可以使钛金属表面具有良好的生物相容性和耐腐蚀性,适用于制造人工关节、牙科种植体等医疗器械。
3. 化工领域:纯钛阳极氧化可以提高钛合金的耐腐蚀性和耐磨性,适用于化工领域的腐蚀介质输送管道、反应器等设备。
4. 电子领域:纯钛阳极氧化可以使钛金属表面具有良好的导电性和耐腐蚀性,适用于制造电子元器件、电池等产品。
纯钛阳极氧化是一种重要的表面处理技术,可以提高钛金属的性能和应用范围。
工业纯钛TA2的性能特点及焊接工艺研究
工业纯钛TA2的性能特点及焊接工艺研究
郭敬1,王海强2
【摘要】本文在对爆炸~轧制~钛钢复合板中的工业纯钛TA2的性能特点进行分析的基础上,通过焊接性分析对工业纯钛TA2的焊接工艺进行研究,整理出了爆炸-轧制-钛钢复合板用于火电机组烟囱钢内筒的钛层焊接工艺,可为今后类似工程项目的焊接提供借鉴。
【期刊名称】世界有色金属
【年(卷),期】2019(000)011
【总页数】2
【关键词】TA2;焊接性;焊接工艺
由于工业纯钛具有较好的综合性能和优异的耐蚀性能,使它成为许多工业部分不可缺少的结构材料。
如果是在水中,它可以在短时间里和氧发生反应,在其表面形成致密的氧化膜,使钛产生良好的耐腐蚀性。
钛表面钝化膜具有很强的自愈再生能力,即使在机械磨损的情况下也能快速生成新的氧化膜,完全满足钛在一般条件下的耐腐蚀要求。
使得爆炸~轧制~钛钢复合板成为电厂烟囱内衬钢筒的首选材料。
1 工业纯钛TA2的性能特点
1.1 物理性能
钛呈银白色,熔点高,导热性差,线膨胀系数小,电阻率大。
相对于其他金属材料而言,钛的密度小、强度高[1-3]。
钛的密度,仅为铁的57.4%,铜的50.7%。
钛合金的硬度性质最大的一部分应用在常用工业合金中,使用率是不锈钢的3.5倍,铝合金的1.3倍,镁合金的1.7倍。
有关工业纯钛TA2的焊接分析思考焊接工业纯钛TA2时,其表面颜色会随着温度的升高呈现出不同的变化,根据这些变化,可以确定在TA2焊接时的保护范围,本文利用钨氩弧焊来对TA2进行对接焊接实验,通过金相分析与力学性能检验来对其工艺参数进行确定,经过实验,在400℃时TA2表面颜色呈现出金黄色,需要在此温度时进行保护,样件的力学性能符合设计规范和要求,说明参数可靠,可以用于指导生产。
工业纯钛基于其良好的化学性能与物理性能,在多个恶劣的环境中应用。
目前钛制设备已经在石油化工、海洋工程等领域中得到了广泛地应用。
工业纯钛焊接要求较高,稍有外界因素污染干扰,就可能会导致焊接质量受到严重影响。
在钛设备制造中,焊接工艺是一项重要的工艺控制过程,采取合理的工艺参数将会对焊缝的质量起到重要的保证作用。
本文通过对工业纯钛TA2的焊接实验来对焊接工艺进行分析。
TA2的物理特性与化学特性纯钛的力学性能与其纯度有着直接的关系,间隙杂质含量增加,强度虽升高,但塑性将会大幅度降低。
工业纯钛的切削加工难度较大,是因为它的摩擦系数较大,导热性低,热量集中于刀尖上,刀尖很快熔化。
在常温下,钛的塑性要比其他的六方结构金属高很多。
纯钛的强度随着温度的升高而不断降低,当加热到250℃时抗拉强度将会减少到原来的一半。
它的疲劳性能与钢类似,具备比较明显的物理疲劳极限,纯钛的反复弯曲疲劳极限为0.6-0.8Rm,其耐热性比铁要低一些,钛可以进行一些锻造、轧制、挤压等各压力状态下的加工,加热钢材用的设备可以用钛材,要求炉内有弱氧化性,不可使用氢气加热。
钛的化学性能高,温度升高时,容易粘附刀具,造成粘结磨损。
TA2的焊接特点在较高的温度下,钛与氢、碳等都有着较强的亲和力,氢在250℃的钛中溶解度可以达到33%以上。
一旦氢在钛中溶解,将会造成气孔的现象,同时将会形成氢化钛,沿滑移面析出,增加了金属中的含氧量,使韧性急剧下降,有可能会造成裂纹的产生。
间隙杂质在特殊的条件下也会引起焊缝的断裂。
TA2纯钛材阳极氧化着色工艺李玉海;万智来;蒋国瑜;朱其柱【期刊名称】《材料保护》【年(卷),期】2011(44)4【摘要】对钛及钛合金进行阳极氧化处理可提高其作为生物医用材料的性能。
将TA2纯钛片在磷酸、葡萄糖酸钠混合溶液中阳极氧化得到不同颜色的氧化膜,研究了电解液配方、阳极氧化工艺参数(电压、电流密度、氧化时间、电解液温度)、基材酸洗前处理以及氧化膜封孔后处理对氧化膜质量的影响。
结果表明:磷酸浓度影响膜层的均匀性和颜色深浅,葡萄糖酸钠浓度影响成膜速度和颜色对应的电压区间,电压影响膜层厚度和颜色,电流密度决定氧化膜的生长速度;优化的电解液配方和工艺参数为100 mL/L磷酸,20 g/L葡萄糖酸钠,温度25℃,氧化时间60 s;酸洗后的试样着色更加均匀,封孔后的着色试样表面更加致密,抗污染能力提高。
【总页数】3页(P38-40)【关键词】阳极氧化;TA2纯钛;膜层质量;着色;封孔【作者】李玉海;万智来;蒋国瑜;朱其柱【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院;沈阳理工大学环境与化学工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG174.451【相关文献】1.铝的阳极氧化和电解着色——I.添加有机酸对阳极氧化工艺和氧化膜性能的影响[J], 铝的电解着色科研组2.纯钛微弧氧化阳极工艺过程模型的建立及实验研究 [J], 王宏元;朱瑞富;王志刚;吕宇鹏;肖桂勇;朱先俊3.粗铜无氧化掺氮还原火法精炼工艺/适用于铝电解槽用炭块的加热装置/紫杂铜一步电解生产阴极铜的方法/电流直热式铝型材加热装置/铝合金型材表面涂装方法及专用设备/大型钨单晶/一种铜连铸熔炼炉的保温炉密封炉盖/高密度钨合金/铝冷轧机板型控制新技术/从含钨废料中回收钨的新工艺/铜阳极炉还原氧化铜的还原剂和还原方法/碳化钨涂覆金刚石的新方法/制造钛细粉末的新工艺/阳极杆矫直技术开发成功/国内最大直径多晶硅/数字成像传感器/熔融金属取样器/铝基稀土合金研制成功 [J],4.工业纯钛TA2的阳极氧化工艺研究 [J], 王院生;李海丰;王均;熊计5.钛及其合金阳极氧化与着色工艺研究 [J], 杨哲龙;张景双;钱新民;屠振密因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
钛阳极氧化着色工艺及应用研究【摘要】运用阳极氧化着色技术形成的钛及钛合金氧化膜具有良好的生物相容性及耐腐蚀性,因此其制备工艺受到广泛关注。
本文综述了钛的阳极氧化着色工艺方法,包括酸性溶液法、碱性溶液法、盐溶液法等,说明了各个方法的特点。
此外介绍了钛的阳极氧化着色在航空航天及生物医学等领域的应用。
【关键词】钛阳极氧化;着色;制备工艺;应用1.引言钛及钛合金因具有良好的物理性能以及化学性能而受到越来越多的关注,同时因其优良的生物相容性、耐蚀性等特性,在医学等领域也得到了广泛应用[1]。
近年来,通过表面着色和图案绘制而形成的彩色钛逐步进入生产生活中的多个领域。
目前,钛表面用来氧化着色方法主要有化学氧化法、气氛加热氧化法、阳极氧化法[2]。
化学氧化法虽生成的黑色膜与钛基体的粘着性很好,但其具有所需着色时间长等缺点;气氛加热氧化法结合性好,同时由于价格低廉可对钛材进行大量的氧化着色处理,但色调难于控制。
而阳极氧化法方法可使植入体更加耐腐蚀,并且生物相容性良好[3],同时,着色后因其具有色度高,色调丰富、易控制等特点而受到广泛关注。
本文就纯钛阳极氧化着色的制备工艺及应用进行综述。
1.钛的阳极氧化着色的工艺方法钛的阳极氧化着色采用直流电源,在同一槽液中完成。
改变工艺条件,能够得到各种不同颜色的着色膜。
随着不断地研究,目前钛的阳极氧化着色的工艺发展已经很成熟,根据所用电解液种类,下面具体介绍酸性溶液法、碱性溶液法和盐溶液法这三种方法。
1.酸性溶液法在现实生活中,根据其性质,如腐蚀性、溶解性、其中元素是否有毒、是否对人体有害,以及考虑价格和是否环保等因素,一般选择采用不同的酸性溶液作为电解液,大多为二元酸和三元酸。
从环保方面而言,硫酸作为具有腐蚀性的强酸,在做电解液时并不优质、环保。
为得到更厚的膜层,在不考虑价格因素时,可以选择草酸作为电解液。
铬是人体必须的一种微量元素,但铬的化学物是有毒的,而磷则对人体无害,所以磷酸适合生物医学用钛材料的阳极氧化,而铬酸在工业上得到广泛应用[6]。
纯钛表面阳极氧化膜的制备及其生物活性研究高淑春;翟玉春;胡金玲【期刊名称】《中国医疗器械杂志》【年(卷),期】2010(034)005【摘要】介绍采用阳极氧化方法在纯钛表面成功制备了TiO2薄膜.采用SEM-EDAX仪研究薄膜表面形貌及化学成分,并对钛种植体阳极氧化后在37℃的SBF模拟人体体液中沉积羟基磷灰石的能力进行评价.结果表明,在该实验条件下,钛种植体经阳极氧化后表面呈显微粗糙状态,为蜂窝状微孔,微孔彼此连通,孔隙分布均匀,孔径约为1~2μm,是典型的阳极氧化形貌特征.薄膜经碱处理后,在SBF溶液中沉积羟基磷灰石能力得到明显提高.【总页数】3页(P323-325)【作者】高淑春;翟玉春;胡金玲【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004;沈阳天贺新材料开发有限公司,辽宁,沈阳,110168;东北大学材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004;沈阳天贺新材料开发有限公司,辽宁,沈阳,110168【正文语种】中文【中图分类】TG146【相关文献】1.预阳极氧化和水热沉积复合法制备纯钛表面羟基磷灰石涂层 [J], 唐光昕;张人佶;颜永年;朱张校2.纯钛阳极氧化及表面薄层羟基磷灰石形成技术的研究Ⅲ.蒸汽温度及Ca2+浓度对氧化膜表面析出晶体性能的影响 [J], 王家伟;程祥荣;王贻宁3.纯钛阳极氧化及表面薄层羟基磷灰石形成技术的研究Ⅰ .氧化膜的制备及羟基磷灰石涂层的形成 [J], 王家伟;程祥荣;向巍;赵立群4.纯钛表面阳极氧化增强成骨细胞生物活性及护骨素基因的表达 [J], 付晓龙;李莺;李宝娥;李长义;5.纯钛表面阳极氧化增强成骨细胞生物活性及护骨素基因的表达 [J], 付晓龙;李莺;李宝娥;李长义因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
工业纯钛的高温热氧化行为李旭;彭小燕;段雨露;张履国;赵以容;王学文;徐国富【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2013(000)008【摘要】采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究工业纯钛经600、700和800℃热氧化后硬化层的形貌、粗糙度和相结构,分析热氧化过程中氧原子的扩散机制、渗氧层的形成和氧化膜的分层现象。
结果表明:随着氧化时间的延长和温度的升高,硬化层表面粗糙度增大,氧化物颗粒迅速长大,主要物相为TiO 2、Ti2O、Ti3O、Ti6O;钛的氧化过程是氧原子通过气相/氧化膜及氧化膜/金属基体的渗透过程;氧化膜随着氧化反应的加剧和自身的分解,其结构和性质发生变化而导致分层现象。
【总页数】10页(P2190-2199)【作者】李旭;彭小燕;段雨露;张履国;赵以容;王学文;徐国富【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083; 中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083; 中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083; 中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;遵义钛业股份有限责任公司,遵义 563004;遵义钛业股份有限责任公司,遵义 563004;中南大学冶金科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083; 中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG146【相关文献】1.工业纯钛高温拉伸性能及断口形貌 [J], 苏娟华;周铁柱;任凤章;魏世忠;陈志强2.工业纯钛高温动态拉伸力学行为的微观机制 [J], 陈翔;龚明;夏源明3.工业纯钛TA1的高温摩擦与磨损行为 [J], 张家铭;余伟;张泽宇4.工业纯钛热浸镀铝及其抗高温氧化性能的研究 [J], 王院生;熊计;王均5.工业纯钛在特高温度下的氧化行为研究 [J], 金泰来;魏建锋;顾兆林;赵永庆;常辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
天津大学硕士学位论文医用钛合金表面阳极氧化研究姓名:戴正宏申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:王玉林20031201中文摘要中文摘要本实验对TA2型纯钛和Ti一6A1.4V这两种常用植入体材料的阳极氧化着色工艺进行了研究,探讨了影响着色效果的因素。
并用XRD和XPS研究了阳极氧化膜的结构和表面元素分布,用SEM分析了膜层表面状态变化,并在模拟体液中进行了耐蚀性测试。
研究结果表明:电解电压是决定膜层颜色的主要因素,膜层颜色随电压的变化而产生相应的改变。
同时,氧化时间、合金元素、电解液成分及后期的热处理都会对膜层色彩产生不同程度的影响,但基体试样的热处理状态对着色效果无明显的影响。
TA2型纯钛的表面元素主要有Ti、O、C等,Ti一6A1.4V合金表面元素则主要是Ti、O、C、A1等,C来自表面污染,O一部分为污染,另一部分为晶格氧f和Ti形成氧化物)。
XRD分析表明,TA2型纯钛和Ti.6A1=4V合金的阳极氧化膜为非晶态的氧化钛,经过适当的热处理可转变为较稳定的晶态结构。
表面形貌经SEM观察表明,TA2型纯钛和Ti一6A1.4V合金表面生成了一层致密、光滑平整的氧化膜。
该膜在一定程度上提高了基体的电绝缘性和硬度。
模拟体液中的腐蚀行为研究证明阳极氧化处理改善了基体材料的离子溶出,提高了其耐蚀性能。
从整体性能来看,表面改性为提高人体环境下钛植入体的耐蚀性和生物相容性开辟了一条有效的途径。
关键词:植入体;钛台金;阳极氧化;着色ABSTRACTABSTRACTTestsareconductedtoinvestigatethetechnicsofanodizingcolorsofTA2andTi一6A1-4Vimplantationmaterials.Thevariousfactorsthatinfluencecoloringeffectarestudied.ThestructureandsurfaceelementsdistributionofanodefilmsareresearchedbyX-raydiffraction(XRD)andX—rayphotoelectronspectroscopy(XPS).ThesurfacemorphologyofanodefilmsareobservedthroughSEM,atthesarnetime,thecorrosionresistancetestofanodefilmsisperformedinthesimulatedbodyfluid.Theresultsoncomposition,structure,andmorphologystudies,corrosionexperimentrevealedthefollowingconclusions:Theelectrolytevoltageisthemainfactoraffectingthecoloring,andthecolorschangewithvoltageshifting.Intheotherside,thetimeoftheprocess,alloyelements,electrolytesolutionsandsubsequentheattreatmentsofthematerialswillinfluencethecoloringtodifferentextents.Butthestateofheattr.eatmentsofthesubstratesampleshavelittleinfluenceoncoloring.ThesurfaceelementsofTA2consistsofmainlyTi,0andC,andthesurfaceelementsofTi一6A1—4VconsistsofmainlyTi,0,CandA1.Thecarbonisowedtosurfacepolluter,andtheoxygenisrootinsurfacepolluterandcrystallatticeoxygenXRDanalysisshowstheanodefilmsofTA2andTi一6AI-4VareuncrystallineoxidetitaniumandCanbetranslatedstablecrystalstructurethroughheattreatment.Datafromscanningelectronmicroscopy(SEM)indicatesthatthereisaandsleeklylayeronthesurfaceofanodefilms,furthermore,thispassivecompactlylayerincreasesresistanceandhardnessofsubstratematerials.DatafromcorrosionexperimentinasimulatedbodyfluidrevealsthationsreleasefromTA2andTi*6A1-4Valloyareretardedandimprovescorrosionresistance.Fromthestatementsabove,thecoatingprocessprovidedaneffectivemeansforandbiocompatibilityofsurgicaltitaniumalloysimprovingthecorrosionresistanceunderphysiologicalconditions.Keywords:ImplantationMaterials;TitaniumAlloys;Anodizing;ColoringII独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特另llD!:I以标注和致谢之处外,论文中不包含其他几已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得基壅盘茎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
TA_2纯钛管的焊接工艺
李冬毓;王永寿
【期刊名称】《施工技术》
【年(卷),期】2015(0)S2
【摘要】通过TA2纯钛工艺管道的焊接施工实践,对纯钛管的焊接性能进行了分析,从克服材料的焊接缺陷入手,通过选用合适的焊接材料,制定合理的焊接工艺,解决了TA2纯钛管在焊接中出现的焊接接头区脆化、焊接裂纹、焊缝中气孔等问题。
【总页数】2页(P837-838)
【关键词】纯钛管;焊接工艺;焊接缺陷
【作者】李冬毓;王永寿
【作者单位】中石化第五建设有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG457.6
【相关文献】
1.工业纯钛TA2板激光焊接工艺 [J], 李兴宇;李芳;华学明;王敏
2.工业纯钛TA2的性能特点及焊接工艺研究 [J], 郭敬;王海强
3.纯钛TA2薄板双钨极氩弧焊焊接工艺 [J], 黄九龄; 孔谅; 王敏; 吴东升; 李芳
4.纯钛TA2等离子弧焊与氩弧焊组合焊接工艺研究 [J], 王利军
5.TA_2工业纯钛管的焊接 [J], 林萍
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