鈦管道輸送的均為易燃易爆有毒及腐蝕性嚴重的介質，存在著很大的不安全性，所以，對鈦管件的要求更高。目前在我國，鈦管道已廣泛應用在化工、石化、制藥、海洋工程等工業中。應用在腐蝕嚴重的介質中較多，如離子膜法燒堿、環氧丙烷工程、還有甲酸、醋酸、及甲烷氯化物等工程項目中均采用鈦管道輸送介質，解決管道腐蝕問題。

1、鈦管件生產工藝的比較

我國70年代開始在民用工業的化工系統中使用鈦材，鈦管道的壽命取決于管件，尤其鈦管件的標準化更為重要。

1.1 常用鈦對焊管件的型式如圖1、2、3所示。

我國鈦管道使用初期國內沒有廠家生產標準的鈦管件，不得不使人們采用多焊縫式(俗稱“蝦米腰”式)鈦彎頭見圖4，它的加工工藝繁雜。通常采用將管切成多段斜口、焊接而成或板金下成多節葉形展開料，再卷制焊接，焊縫量大。由于焊接處的幾何形狀不連續，將產生較高的應力集中，因此，對這種管件的工作壓力和工作溫度必須作出嚴格的規定。焊縫 會大大降低耐蝕性、易泄漏、且外觀欠佳，內表面為折面而增大了管道傳輸阻力和背部的焊縫受到嚴重的沖刷腐蝕而降低了壽命。

1.2 焊接三通

三通如圖5采取在直管道上開孔，將支路直接管焊接而成，因鈦材的加工性能不如其它材料，焊接處的相貫線的加工也是相當困難的[3]。更為重要的是，焊縫處產生直角，一是嚴重的影響著介質的流導，增大了管道的傳輸阻力，二是相貫線的曲線焊接困難．三是直角部位的沖刷腐蝕增大，使直角部位早損。

1.3 壓片焊接式鈦彎頭

為了改善多焊縫鈦彎頭的缺陷，采用壓半片焊接式鈦彎頭。它與多縫“蝦米腰”式相比，焊縫相應少些，且焊縫沒有迎面受到沖刷腐蝕，而順向受沖刷，因而耐腐情況要好一些。

1.4 鑄造式彎頭

人們企圖甩掉焊縫，研制出無縫鈦彎頭，產生了鑄造式彎頭，雖說以無縫彎頭而出現，但壁厚(至少5mm)與管道壁厚(2mm)不能匹配，而且表面光潔度差，而增加傳輸阻力。更為重要的是內部存在著大量由鑄造產生的氣孔等缺陷，嚴重影響耐蝕性及壽命，不適合對焊式鈦管道的使用，大多應用在小直徑的承播式管件，此種工藝生產的鈦管件成本高、得不到使用者的認可。

1.5 沖制鈦彎頭

有人利用沖壓方法沖制鈦彎頭，外表看來是乎達到標準要求，但從實質來看，該加工工藝是將(見圖6)管坯在沖床上沖壓模中沖壓成型，成型過程中將彎頭的背部受拉，迫使背部拉簿，腹部管壁受壓而增厚造成壁厚不均勻或打皺。且使用過程中因彎頭背部承受沖刷腐蝕(見圖1)，由于背部壁減薄，所以背部會產生早損。壁厚難以保證，其耐壓和壽命都達不到標準中的壁厚公差要求，盡量不使用此種工藝生產的鈦彎頭。

1.6 推擠工藝

彎頭推擠工藝是在八十年代中、后期由日本引入我國的一項鋼制彎頭生產新技術。由于該工藝可實現連續性生產，并且生產的彎頭壁厚均勻一致，因而它迅速取代了傳統工藝 [4]。西北有色金屬研究院在九十的代初率先將這一新技術成功的開發研制出了推擠無縫鈦彎頭。相繼又研制出無縫鈦三通、無縫異徑管等無縫鈦管件產品[5]，無縫管件的最大直徑可達φ219，并達到了ASTM B363—95標準 要求。

推制鈦彎頭的加工是以無縫鈦管作為坯料，在專用推制擠壓機上采用管徑小于成品管徑的坯料推制擠壓成型，如圖7成形模固定在主機上不動，有一定活動推力推動管坯從右方向左方前進，坯料在成型模時，受到加熱及保護，成型過程中管坯受到擴漲，對成型過程中受力分析表明，其不同部位的受力大小是不同的，但都是二向受壓，一向受拉，即軸向 受壓、徑向受壓、周向受拉。整個成型時的變形主要發生在下部(見圖8)。壞料上畫上均勻網格，成型中可觀察到彎頭背部成型時方格變化不大，到腹部變形越嚴重，網格在周向被拉長，軸向被壓縮，而網格總面積不變，表明厚度方向上沒有明顯變化。

2、我國鈦管件標準和規范

鈦管件標準最早出現于美國宇航標準中，化工行業的鈦管件在國際上能查到的唯一標準是ASTM B363[5]。它也是鈦管件國際貿易中常遵循的文件，ASTM B363建立于1961年，第一次修改在1978年．以后又多次修改(如83年，87年)最近版本是1995年．使標準比較完善了。

我國在1994年由西北有色金屬研究院出臺了企業標準Q／XB1507—94《鈦制對焊無縫管件》。受到了設計部門的熱忱歡迎，該標準的出臺代表我國鈦管件標準化的起步。

為了使標準能更好地指導我國鈦管件的標準化生產、設計選用、采購經銷、安裝施工，國家石油和化學工業局于1999年7月13日發布了鈦制對焊無縫管件的行業標準，此標準由西北有色金屬研究院起草，標準號為HG／T3651—1999，已于2000年6月1日起實施。該標準所規定的管件尺寸公差與美國國家標準ANSI B16．9—1986鍛鋼對焊用管件和我國 國家標準GB12459—90鋼制對焊無縫管件等同，管件的要求和成品管件材料性能及管件表面質量與美國材料試驗協會標準ASTM B363—95無縫及有縫鈦合金對焊用管件等同。

3、結論

(1)為了保證管道的壽命，鈦管件應首選無縫管件，彎頭應盡量選擇推制工藝生產．可以保證壁厚均勻，表面光滑無阻。

(2)應杜絕選擇蝦米腰式彎頭和在管道中直接焊直管的三通，此方法連接的鈦管道會嚴重影響鈦管道的壽命。

(3)鈦管件已有我國行業標準HG／T3651—1999，設計、采購、施工應按標準執行。

參考文獻

1）石玉峰，鈦技術與應用，陜西科學技術出版社出版1989．12

2）徐思浩，《化工設備與管道)2001．4

3）黃健，焊接1996．12

4）支左，機械工程師1996．1

5）戴衛紅，段文森<中國化工>中國專利出版社出版1998．11 

6）美國材料及試驗協會標準。ASTM B363—95

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