近幾十年來(lái)，船舶管系的材料在不斷發(fā)展和完善，尤其是近幾年來(lái)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(lèi)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(zhuān)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(kāi)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(guò)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(wú)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(jiàn)表1，管材對(duì)接式型見(jiàn)表2，法蘭對(duì)接型式見(jiàn)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(guò)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(kāi)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(guò)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(wú)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(guò)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(guò)0.5mm, 咬邊連續(xù)長(zhǎng)度不超過(guò)80mm, 焊縫兩側(cè)咬邊的 總長(zhǎng)度一般不超過(guò)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(guò)測(cè)取導(dǎo)電率的方法判定。巳成型的彎管可用白布通過(guò)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(wú)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(zhuān)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(kāi)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(kāi)，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(guò) 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(guò)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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