Il titanio stesso ha un'eccellente resistenza naturale alla corrosione, ma una lavorazione e una saldatura inadeguate danneggeranno gravemente le sue prestazioni anti-corrosione e diventeranno persino l'anello più debole dell'intero sistema di tubi di riscaldamento. Il titanio è estremamente attivo chimicamente alle alte temperature e assorbe rapidamente ossigeno, azoto e idrogeno a temperature superiori a 400 gradi, causando infragilimento e ridotta resistenza alla corrosione delle saldature e delle zone-influenzate dal calore. Il controllo rigoroso dei collegamenti chiave come la formatura, la saldatura e il trattamento superficiale nel processo di produzione è la premessa per garantire che i tubi riscaldanti in titanio sfruttino appieno i loro dovuti vantaggi anti-corrosione.
Nella fase di formatura del tubo, i tubi riscaldanti in titanio adottano principalmente processi di trafilatura e laminazione a freddo. Più passaggi di trafilatura a freddo possono ottenere un diametro del tubo e uno spessore delle pareti precisi e ciascun disegno deve essere abbinato a un trattamento di ricottura sotto vuoto per eliminare lo stress di lavorazione e ripristinare la plasticità del materiale. Una scarsa atmosfera di ricottura causerà l'assorbimento di idrogeno e l'inquinamento da ossigeno sulla superficie del tubo, riducendo la resistenza complessiva alla corrosione. I tubi in titanio di alta-qualità devono essere ricotti in un ambiente-protetto da argon di elevata purezza o in un ambiente ad alto-vuoto per garantire la stabilità della pellicola di ossido superficiale.
La saldatura è il collegamento del processo più critico che influisce sulla resistenza alla corrosione dei tubi riscaldanti in titanio. Il titanio ha una forte attività allo stato fuso e reagisce violentemente con l'ossigeno, l'azoto e l'idrogeno presenti nell'aria, formando composti fragili e riducendo la resistenza alla corrosione dell'area di saldatura di oltre il 50%. Pertanto, la saldatura del titanio deve implementare misure complete di protezione del gas: il bagno di saldatura è protetto dal gas argon anteriore, mentre la parte posteriore della saldatura e la zona-alterata dal calore superiore a 300 gradi devono essere riempite con argon di elevata purezza-per la protezione sincrona. Il metodo di saldatura comunemente utilizzato è la saldatura con gas inerte di tungsteno (TIG) con schermatura di argon puro, che richiede che la purezza dell'argon raggiunga il 99,99% o superiore e l'operazione di saldatura deve essere eseguita in una camera chiusa piena di argon-quando le condizioni lo consentono.
Dopo la saldatura, è essenziale anche il trattamento superficiale post-saldatura. Lo strato di ossido scolorito prodotto dalla saldatura ad alta temperatura deve essere rimosso mediante decapaggio o lucidatura meccanica, altrimenti diventerà punto di inizio della corrosione. Per i prodotti con requisiti più elevati, il trattamento di ossidazione anodica può essere effettuato sulla superficie dopo la saldatura per formare una pellicola di ossido più spessa e più stabile, migliorando ulteriormente la resistenza alla corrosione. In termini di ispezione di qualità, oltre al tradizionale rilevamento radiografico dei difetti di saldatura, è anche necessario valutare la resistenza alla corrosione della saldatura attraverso il test in nebbia salina o il test di corrosione elettrochimica.
I problemi di qualità comuni che portano a una diminuzione della resistenza alla corrosione includono: protezione incompleta dall'argon che causa ossidazione della saldatura e cambiamento di colore, stress residuo dopo la saldatura che porta a corrosione da stress e inquinamento superficiale da ioni ferro che causa corrosione galvanica. L'implementazione rigorosa delle specifiche del processo e dell'ispezione di qualità multi-livello può evitare efficacemente questi problemi.
Tabella 1 Confronto dei processi di saldatura comuni per tubi riscaldanti in titanio
表格
| Processo di saldatura | Requisito di protezione dall'argon | Resistenza alla corrosione della saldatura | Efficienza produttiva | Scenario applicabile |
|---|---|---|---|---|
| Saldatura TIG manuale | Protezione bifacciale anteriore + posteriore- | Buono, dipende dal livello dell'operatore | Basso | Piccolo lotto, struttura complessa |
| Saldatura TIG automatica | Protezione completa della camera di saldatura chiusa | Qualità eccellente e stabile | Medio | Produzione in serie di tubi diritti |
| Saldatura al plasma | Protezione della camera di argon-di elevata purezza | Penetrazione eccellente e profonda | Medio-Alto | Tubi-a pareti spesse, requisiti di elevata resistenza |
| Saldatura laser | Protezione locale ad alta-purezza | Buona, piccola zona-influenzata dal calore | Alto | Tubi di precisione a pareti sottili-, produzione in serie |
La produzione standardizzata e il rigoroso controllo della qualità della saldatura sono la base per garantire il funzionamento stabile a lungo-termine dei tubi riscaldanti in titanio in ambienti corrosivi.
