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鈦及鈦合金材料在真空制鹽工業(yè)中的重要作用


鈦材被廣泛運用于航天航空航海、潛艇和醫(yī)療行業(yè),隨著工藝技術(shù)的提高,鈦越來越多地應(yīng)用于一般民用工業(yè),其中真空制鹽用鈦是最早進行鈦應(yīng)用推廣的一個領(lǐng)域。

我國制鹽工業(yè)以海鹽為主,井礦鹽和湖鹽次之。自上個世紀五十年代起,真空制鹽工廠逐漸興起。隨著真空制鹽廠家的不斷建成投產(chǎn),高溫濃鹽鹵水對真空制鹽用碳鋼設(shè)備的嚴重腐蝕直接影響了設(shè)備能力的發(fā)揮及生產(chǎn)的正常運行。腐蝕造成設(shè)備頻繁維修,大量的跑冒滴漏,成了一個急待解決的生產(chǎn)關(guān)鍵和技術(shù)課題。正確選用適合于制鹽工業(yè)的耐蝕材料也急迫地提上了議事日程。

鈦及鈦合金具有優(yōu)異的抗海水及耐氯化物溶液腐蝕及流體沖刷的性能。自1975年以來,湖南湘澧鹽礦、湖北應(yīng)城鹽廠、四川自貢井鹽廠等開始大量采用鈦材制作設(shè)備。營口鹽化工廠在引進的15萬噸精制鹽項目中,其制鹽的蒸發(fā)設(shè)備也選用了鈦材。到了90年代,我國制鹽行業(yè)的換熱器也開始廣泛使用鈦材。

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在制鹽生產(chǎn)過程中 ,鹽漿管道的腐蝕問題尤為突出。使用碳鋼管時,僅半個月管的下部就會被腐蝕成蜂窩孔狀,不得不頻繁補漏,每年需更換鹽漿管道多達6次。即使使用不銹鋼,4個月后也會出現(xiàn)腐蝕穿孔現(xiàn)象。同時,由于腐蝕和其他金屬化合物滲透到鹵水中,對鹽類的質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。此外,碳鋼等罐壁的粗糙度也使得污垢問題更為嚴重,隨著時間的推移,污垢會越來越厚,最終形成大片鹽垢,減小循環(huán)量,影響鹵液的傳熱,甚至阻塞加熱腔的入口,造成停產(chǎn)停機,嚴重時會燒毀電動機。

為了在真空制鹽中選擇鈦材提供更實際、更可靠的科學依據(jù),湖南省湘澧鹽礦、四川省自貢井鹽廠等單位在制鹽現(xiàn)場進行了鈦材的掛片試驗。試驗數(shù)據(jù)顯示,鈦材在氯化物及真空制鹽現(xiàn)場實際條件下的耐腐蝕性能非常顯著。使用鈦材后,由于其耐腐蝕、不產(chǎn)生雜質(zhì)的特點,徹底解決了鹽的質(zhì)量難以提高和生產(chǎn)設(shè)備損耗嚴重的技術(shù)問題??梢哉f,鈦材的應(yīng)用為真空制鹽的選材工作帶來了一次新的革命。

在真空制鹽工藝中,加熱室是最關(guān)鍵的設(shè)備。隨著鈦材及鈦合金的誕生和發(fā)展,因其具有優(yōu)良的抗氯離子性能,被國家推廣到制鹽行業(yè)應(yīng)用。國內(nèi)制鹽基本上采用四效真空制鹽工藝,鈦材主要應(yīng)用于換熱器和換熱管。換熱管一般長9米,壁厚在0.8至1.5毫米之間。鈦材表面雜質(zhì)少、抗腐蝕性能強,因此不易發(fā)生腐蝕穿孔及管道堵塞現(xiàn)象。在同等傳熱性能下,鈦加熱室相比鋼管加熱室具有重量輕、體積小的優(yōu)點。

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同時,在制鹽工藝中,鹵水預(yù)熱器也是重要的工藝設(shè)備。在100℃以下的環(huán)境中,鈦在NaCl(氯化鈉)溶液中具有較強的抗腐蝕性能。因此,在制作鹵水預(yù)熱器的管束、封頭時采用鈦材,能有效避免NaCl溶液對預(yù)熱器零部件的腐蝕,從而保證設(shè)備的正常使用。

隨著對鈦材性能及應(yīng)用認識的加深,鈦材及其合金也逐步推廣應(yīng)用在真空制鹽工業(yè)上。真空制鹽工業(yè)一躍成為使用鈦及鈦鋼復(fù)合板的大戶之一。