近幾十年來，船舶管系的材料在不斷發(fā)展和完善，尤其是近幾年來隨著工業(yè)加工技術(shù)和材料使用要求的不斷提高，新型工業(yè)材料不斷地得到認(rèn)可，而船舶管路材料也在向多元化發(fā)展，雙相金屬材料、復(fù)合材料、合金材料等都不斷地得到使用，本文就合金材料類中的鈦合金( TA2) 管在實(shí)船上的使用進(jìn)行介紹。
一、鈦合金管機(jī)械加工
1、鈦合金管加工要求
鈦合金管與普通鋼管相比有其特殊的加工要求，首先在儲(chǔ)存時(shí)要避免與碳鋼等直接接觸；下料切割時(shí)使用專用的切割機(jī)、不銹鋼鋸片、不含鐵質(zhì)的砂輪或等離子切割機(jī)；開支孔管 可用等離子切割或等效機(jī)械加工方法，以避免異種金屬產(chǎn)生電化腐蝕；彎制可采用表面鏡恪或銅的夾具、彎模和插芯；對(duì)薄壁鈦管采用拖板代替滾輪，并且在管子內(nèi)徑和塞芯工作部分應(yīng)涂潤(rùn)滑油；對(duì)于管壁比較薄的管子在彎制時(shí)應(yīng)采用高頻彎管機(jī)，管子團(tuán)緊的表面襯以防皺板，加工時(shí)有時(shí)需要填砂彎，使用不含鐵質(zhì)的砂子，加工完畢后可按GB/T 3790的要求進(jìn)行檢驗(yàn) ，彎曲半徑不小于3倍管徑 ，以防止管子橢圓度和褶皺超標(biāo) ；焊接過程中要保持環(huán)境清潔，環(huán)境溫度應(yīng)＞0℃， 自然風(fēng)速應(yīng)小于2m/s , 以免影響焊接質(zhì)量。
2、鈦合金管的焊接要求
鈦合金的焊接由經(jīng)考核的師傅擔(dān)任，氬氣的純度不低于99.99%, 焊絲采用與母材同牌號(hào)或高于母材純度的焊絲，焊接時(shí)焊縫處可用無水酒精、丙酮進(jìn)行清洗，鎢極采用鈰鎢極或釷鎢極，焊絲和零件有特殊要求時(shí)可進(jìn)行酸洗，酸洗后應(yīng)沖洗干凈，涼干或烘干，烘干溫度40℃~60℃。酸洗配方見表1，管材對(duì)接式型見表2，法蘭對(duì)接型式見表3。
管子與法蘭的連接一般都采用雙面焊，法蘭焊接完畢后，管子與法蘭的幾何形狀在建造過程中按表4的要求進(jìn)行驗(yàn)收檢驗(yàn)。
焊接檢查：焊點(diǎn)牢固，正反面保護(hù)良好，焊點(diǎn)要小而薄。點(diǎn)焊起弧應(yīng)在焊縫區(qū)內(nèi)或起弧板上。如采用手工鎢極氬弧焊或非溶化極自動(dòng)氨弧焊接），參照表5進(jìn)行選擇。
焊接時(shí)填充的焊絲端部不應(yīng)離開保護(hù)區(qū)，焊接完畢 ，焊縫冷卻到300℃左右后可拿去焊槍和拖盒，鎢極伸出長(zhǎng)度原則上不超過12mm , 鎢極和焊縫成 90°角，鈦材施焊時(shí)不應(yīng)有水和有機(jī)物，施焊采用直流電源正接法，多層多道焊，下道焊縫應(yīng)在前一道焊縫無污染的情況下進(jìn)行，手工多層焊或非溶 化極自動(dòng)氫弧焊，焊接縱 環(huán)焊縫一次填充高度不應(yīng)超過6mm。焊縫的外觀不應(yīng)存在裂紋、氣孔、夾渣、焊瘤、未溶合，凹坑等缺陷，并且咬肉深度一般不超過0.5mm, 咬邊連續(xù)長(zhǎng)度不超過80mm, 焊縫兩側(cè)咬邊的 總長(zhǎng)度一般不超過該 焊縫長(zhǎng)度的8%，焊接完畢后進(jìn)行清理，可用焊縫外觀顏色判斷焊接質(zhì)量。
對(duì)焊接質(zhì)量的要求：平板對(duì)接、管對(duì)接、管板焊接、筒體縱環(huán)焊縫易施焊的角焊縫等均以3級(jí)以上為合格。不易焊接的部位以5級(jí)以上為合格。 焊縫頂用丙酮清洗干凈 ，不平整的焊縫需打磨，由粗到細(xì) ，最后用120目細(xì)金剛紗布進(jìn)行 精磨。 管系制造完畢后必須 按照相關(guān)系統(tǒng)圖技術(shù)要求做水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將管內(nèi)空氣排除于凈，然后按規(guī)定逐級(jí)增加試驗(yàn)壓力，當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí) ，應(yīng)該將該壓力保持5分鐘，管材不得發(fā)生畸 變和泄漏。保持水壓的同時(shí)還應(yīng)檢查各個(gè)焊接點(diǎn)，用木錘間斷地敲擊，如發(fā)現(xiàn)泄漏，應(yīng)卸載補(bǔ)焊，并重新試驗(yàn)。
3、鈦合金管的清洗和搬運(yùn)要求
清洗方法 ：以80℃熱水沖洗 ，再用冷水沖洗 ，反復(fù)數(shù)次，直到清潔 度符合要求 。每隔30~120分鐘檢查一次濾網(wǎng)，如果連續(xù)三次濾網(wǎng)的清潔度均符合要求，則本階段的清洗為合格。用純凈水清洗的系統(tǒng)，通過測(cè)取導(dǎo)電率的方法判定。巳成型的彎管可用白布通過的方法檢查清洗質(zhì)量，用石蕊紙抽試管子內(nèi)外表面有無殘留酸堿液存在，清洗完畢后吹干、擦凈、保養(yǎng)、封口。管子的儲(chǔ)存和吊運(yùn)需用專用的絕緣的吊帶索具，包括棕繩、尼龍繩和外包橡皮的鋼絲繩。按照所需要安裝的區(qū)域標(biāo)號(hào)并妥善保管，管與管之間以及管與其他金屬材料之間要用絕緣材料隔開以防止電化腐蝕。
二、鈦合金管系( TA2 ) 的安裝
安裝管路前檢查管子、附件是否清潔，管路的安裝應(yīng)考慮沖擊、振動(dòng)、熱膨脹、中心線錯(cuò)位、船體變形的影響，以保證設(shè)備和管路的安全運(yùn)行。應(yīng)考慮進(jìn)行操作、檢驗(yàn)、維修的通達(dá)性，兩根管子的末端應(yīng)自然對(duì)準(zhǔn)，管子的接頭之間，以及管子與墊板、設(shè)備、通艙管件等連接處均應(yīng)放置襯墊。襯墊應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，在壓力作用下不脫出、不溶解、不侵蝕，襯墊的邊緣不應(yīng)蓋住管子或附件的流通截面，內(nèi)孔一般比通徑大1~2mm 。
管子之間的連接可采用斯特拉勃接頭，如果采用法蘭連接要使用不銹鋼螺栓。聯(lián)接螺栓和螺母之間應(yīng)該有可靠的鎖緊措施，防止因?yàn)闆_擊和振動(dòng)而松動(dòng)，法蘭和法蘭之間采用絕 緣材料做的墊片。
管系安裝的順序，應(yīng)是先大口徑后小口徑。管與管接頭法蘭應(yīng)盡可能相互錯(cuò)開，不應(yīng)安 裝在同一截面上，通艙型式在規(guī)范允許的情況下可采用 RISE 通艙管件。一般管系在規(guī)定的壓力下，液壓試驗(yàn) 歷時(shí) 20 分鐘，壓力降不得超過 5% 。在密性 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，應(yīng)在壓力完全消除后進(jìn)行修復(fù)，缺陷消除后進(jìn)行第二次加壓試驗(yàn)，當(dāng)各管段工作壓力不同時(shí)，按規(guī)定 的壓力進(jìn)行分段試驗(yàn)。
三、鈦合金管的應(yīng)用
實(shí)踐證明，鈦合金具有的諸多優(yōu)點(diǎn)將會(huì)成為船舶建造過程中選用的材料之一，但由于與常用鋼材相比其加工成本和價(jià)格太高，所以目前只在一些特殊高速船建造中得到應(yīng)用，但不同的制造工藝和加工方法是需要去了解和認(rèn)識(shí)，并且在實(shí)踐中逐步得到完善。
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