钛管板是管壳式换热器的核心部件,通过冶金结合技术将钛(复层)与钢(基层)复合而成,兼具钛的优异耐腐蚀性与钢的高强度和经济性。其典型结构为钛层厚度占比 5%-30%,总厚度范围 1.5-100mm,宽度可达 2500mm,长度按需定制。
工业纯钛 + 碳钢:TA2/Q235B,适用于化工储罐、反应釜等常规腐蚀环境。
耐蚀钛合金 + 不锈钢:TA10/316L,用于核工业设备或含 Cl⁻等强腐蚀介质的高端场景。
特殊功能层设计:添加 Ti 或 Ni 中间过渡层(如 TA2/Ti/Q345R),消除界面应力集中,提升结合强度。
核心性能优势
卓越的耐腐蚀性
钛层对盐酸、硫酸、硝酸等强腐蚀介质具有免疫性,尤其在高温高压环境下表现稳定。例如,TA10 在 290℃地热卤水中年腐蚀率 < 0.01mm,较碳钢管寿命提升 15 倍。中性盐雾试验(GB/T 10125)显示,镀镍钛钢复合板在 240 小时后仍无腐蚀迹象。
高强度与良好加工性
爆炸复合工艺制备的钛钢复合板剪切强度≥140MPa(NB/T 47002.3-2019 B2 级标准),热轧复合板可达 120MPa。通过优化轧制参数(如 870℃轧制温度、80% 压下率),弯曲半径可降至 2t(t 为复合板厚度),满足深冲成型需求。
成本优化与轻量化
相比纯钛材料,成本降低 60%-70%,密度仅为纯钛的 1/3。某氯化釜采用钛钢复合板后,单台设备成本减少 200 万元,同时减重 40%。
抗极端环境能力
可在 - 200℃至 400℃温度范围内稳定工作,适用于深海探测设备(压力≥10MPa)和核反应堆冷却系统。
技术突破中间层优化:添加 80μm 厚 Ti 箔作为过渡层,可使界面剪切强度从 87MPa 提升至 130MPa,同时抑制 Ti-Fe 脆性相生成。
梯度功能设计:通过成分渐变过渡层(如 Al-Cu-Fe 合金层),消除界面应力集中,适用于深海探测设备。
绿色制造:热轧复合工艺引入余热回收系统,单位产品能耗下降 18%;再生钛基复合板回收利用率超 95%。
应用领域
化工与石化
反应釜与储罐:某醋酸生产装置采用 TA2/Q345R 复合板制造反应釜,在 150℃、10% 醋酸 + 5% 甲酸环境下,使用寿命从 3 年延长至 20 年。
管道与阀门:某炼油厂重整装置高温管道(280℃、含 H₂S)选用 TA10/316L 复合板,抗晶间腐蚀性能优于单一不锈钢。
核工业
核燃料包壳:钛钢复合板因钛的低中子吸收截面(<0.18b)和优异耐蚀性,用于制造核反应堆燃料组件,确保在高压水冷却环境下长期稳定运行。
冷却系统部件:某核电站蒸发器传热管采用 TA2/304 复合板,在含硼水介质中,腐蚀速率较纯钛管降低 30%。
海洋工程
海水淡化设备:某万吨级海水淡化装置的冷凝器使用 TA10/316L 复合板,在含 Cl⁻浓度 35,000ppm 的海水中,年腐蚀量 < 0.01mm。
海洋平台结构件:某深海探测设备的耐压壳体采用 TA2/Ti/Q345R 复合板,在 6000 米深海压力下无变形,耐蚀寿命超 20 年。
电子与医疗
高端电子封装:0.165mm 超薄钛钢复合带用于 5G 基站射频芯片封装,抗电磁干扰性能优于纯铜材料。
医疗设备:表面 Ag 涂层钛钢复合板抑菌率达 99.9%,用于制造手术器械和药品储存容器。
标准与质量控制
国内标准
NB/T 47002.3-2019:压力容器用钛 - 钢复合板标准,规定 B2 级复合板未结合率≤2%,剪切强度≥140MPa。
GB/T 8547-2019:钛 - 钢复合板通用标准,适用于耐蚀压力容器、贮槽等。
国际标准
ASTM B898:美国标准,规定钛层厚度比≥10%,适用于核工业设备。
JIS H4600:日本标准,要求复合板耐盐雾腐蚀时间≥500 小时,用于化工储罐。