鈦/鋼復(fù)合板的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域主要有石油化工設(shè)備、發(fā)電設(shè)備和制鹽設(shè)備. 近年來，隨著人們對海洋認(rèn)識的加深，鈦/鋼復(fù)合板在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。

1、鈦鋼復(fù)合板的應(yīng)用現(xiàn)狀

1）石油化工設(shè)備

在石油化工領(lǐng)域，鈦是優(yōu)良的耐腐蝕材料，在酸、堿、鹽介質(zhì)中具有良好的穩(wěn)定性，因此鈦/鋼復(fù)合板廣泛用于濃縮塔、反應(yīng)釜、換熱器、穩(wěn)壓罐和氧化反應(yīng)冷凝器等設(shè)備。中石化乙二醇裝置使用了大型鈦/鋼復(fù)合板塔器，直徑 3.2m，總高度 51 m，主體材料為 Q345R+TA2，設(shè)備凈重89.4 t 。鈦/鋼復(fù)合板臥式、立式反應(yīng)釜在鈷鎳硫化物精礦、紅土鎳礦和稀貴金屬渣等資源的濕法加壓酸浸項目中得到了廣泛應(yīng)用。

管板是管殼式換熱器的核心部件之一，鈦/鋼復(fù)合管板在管殼式換熱器中最為常見。鈦/鋼復(fù)合板在耐蝕壓力容器的管板、筒體和封頭上的使用率也很高，鈦覆層厚度根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性決定，通常選取 2～4 mm，其中3mm 是最常使用的厚度。

PTA 裝置核心設(shè)備的國產(chǎn)化是整個裝置國產(chǎn)化的關(guān)鍵之一，PX 氧化反應(yīng)器、脫水塔和結(jié)晶器等大型鈦/鋼復(fù)合板制壓力容器的國產(chǎn)化是其中的一項重要內(nèi)容. 由南京寶色股份公司承制的 PTA氧化反應(yīng)器，直徑達(dá) 7800mm，長度40 m，總重 420t，容積達(dá)到1200m3 ，容器殼體用材為 Q345R+TA1，鈦覆層厚度2～3 mm，是當(dāng)時全球最大的鈦/鋼復(fù)合承壓設(shè)備。

2）發(fā)電設(shè)備

我國的火力發(fā)電廠基本上都配套安裝了煙氣脫硫設(shè)施，燃煤機(jī)組脫硫采用石灰石濕法脫硫技術(shù)，脫硫后含有水蒸氣和SO2 煙氣由于溫度下降凝結(jié)，凝結(jié)的高腐蝕性液體附著在煙囪內(nèi)壁上侵蝕煙囪。鈦/鋼復(fù)合板由于良好的耐腐蝕性能和較低的材料成本被設(shè)計用于煙囪內(nèi)筒材料，目前國內(nèi)有超過600座電廠采用鈦/鋼復(fù)合板作為煙囪防腐內(nèi)筒。 為了降低原料成本，煙囪內(nèi)筒用的鈦/鋼復(fù)合板的鈦覆層較薄，一般為 1.2 mm，河北沙河電廠的煙囪內(nèi)筒直徑 8.5 m，高 175 m，由 87.5 層層高 2m、周長 26.72 m 的鈦/鋼復(fù)合板拼裝成圓筒形，逐層焊接垂直頂升形成，所用鈦/鋼復(fù)合板基層碳鋼（Q235B）厚度 12～16 mm、覆層鈦（TA2）厚度1.2 mm。

瑞典最早在20世紀(jì)80年代將鈦/鋼復(fù)合管板用于核電冷凝器設(shè)備，隨后德國、法國、美國和科威特等在大型火電站及核電站中也開始使用鈦/鋼復(fù)合板，日本在濱海電站及海水淡化裝置中的凝汽器和換熱器上同樣使用了鈦/鋼復(fù)合管板。國內(nèi)凝汽器大幅面鈦/鋼復(fù)合管板的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代初，但由于當(dāng)時國內(nèi)大幅面鈦/鋼復(fù)合板制備技術(shù)尚不成熟，尤其在結(jié)合率、不平度等指標(biāo)和可承受持續(xù)加工特性方面達(dá)不到該領(lǐng)域的特殊要求，所以日本旭化成公司和美國 DMC 公司很長一段時間以來一直壟斷著該領(lǐng)域的中國市場。

3）制鹽設(shè)備

鈦具有優(yōu)異的抗海水及耐氯化物溶液腐蝕及流體沖刷的性能，特別適合作為制鹽設(shè)備中蒸發(fā)罐的殼體材料，對于防止蒸發(fā)罐壁結(jié)鹽垢，延長洗罐周期有良好效果. 1985年，內(nèi)蒙古吉蘭泰鹽場率先將鈦/鋼復(fù)合板用于真空制鹽蒸發(fā)室的Ⅱ-Ⅳ效蒸發(fā)室主體材料，實踐證明鈦/鋼復(fù)合板制造的蒸發(fā)室可減緩腐蝕和結(jié)鹽垢，延長生產(chǎn)周期，提高鹽質(zhì)白度和均勻性。2007 年，寶鈦集團(tuán)復(fù)合板公司向四川久大制鹽有限責(zé)任公司提供了600 多噸TA2/TA10 鈦/鋼復(fù)合板，用于60萬噸真空制鹽項目的設(shè)備。

4）海洋工程

在海洋工程中，鈦/鋼復(fù)合板不僅能滿足海洋環(huán)境下的耐蝕要求，而且是環(huán)境友好型材料，在海水中無毒害，對海洋生態(tài)環(huán)境沒有不良影響，特別適合用作海洋土木領(lǐng)域的防蝕材料。日本因其四面臨海的特殊地理位置，開展了鈦/鋼復(fù)合板在浮式海洋構(gòu)筑物的適用性研究，已實用或。日本在橫須賀建造了一個超大型浮式海洋構(gòu)筑物，在海水飛沫沖刷處使用了鈦/鋼復(fù)合板；日本跨海大橋也將鈦/鋼復(fù)合板應(yīng)用到橋柱飛濺區(qū)。隨著人們對海洋的開發(fā)力度不斷加大，鈦/鋼復(fù)合板在海洋油氣開發(fā)、海港建筑、沿海發(fā)電站、海水淡化、船舶、海洋漁業(yè)及海洋熱能轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。

2、鈦/鋼復(fù)合板的發(fā)展趨勢

隨著人們對鈦的認(rèn)識逐漸加深，鈦/鋼復(fù)合板的應(yīng)用領(lǐng)域也從傳統(tǒng)的石油化工、航空航天向土木建筑和海洋工程等領(lǐng)域拓展. 市場對超薄、超厚、高強(qiáng)高耐蝕和界面強(qiáng)冶金結(jié)合的鈦/鋼復(fù)合板的需求逐漸增大. 在保證耐腐蝕性能的前提下減小鈦覆層厚度，可減少鈦的使用，降低成本。由于鈦和鋼的熱物理性能差異較大，鈦/鋼復(fù)合板的焊接加工非常困難，而寬板幅鈦/鋼復(fù)合板可以減少焊縫數(shù)量，降低加工成本，提高生產(chǎn)效率. 基于以上原因，鈦/鋼復(fù)合板的發(fā)展趨勢是薄覆層、厚度薄、寬板幅、高性能和低成本。

鈦/鋼復(fù)合板的制備方法和工藝直接決定了其尺寸規(guī)格和性能，所以制備方法和工藝成為了該領(lǐng)域近年的研究熱點。激光工程化凈成形技術(shù) 、放電等離子燒結(jié)技術(shù) 、噴射沉積法和釬焊復(fù)合法 也被用于制備鈦/鋼復(fù)合板，但這些方法目前都僅限于實驗室研究。現(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)制備鈦/鋼復(fù)合板最常用的方法是爆炸復(fù)合法，而在日本熱軋復(fù)合法已經(jīng)成為制備鈦/鋼復(fù)合板的主流方法，隨著國內(nèi)軋機(jī)能力的提升，熱軋復(fù)合法也正在逐漸替代爆炸復(fù)合法成為該領(lǐng)域的發(fā)展主流，鞍鋼、南鋼和濟(jì)鋼等大型國有企業(yè)都開始采用真空制坯熱軋復(fù)合法生產(chǎn)鈦/鋼復(fù)合板。 然而，真空制坯熱軋復(fù)合法對設(shè)備要求較高，工藝繁瑣，界面焊接質(zhì)量要求嚴(yán)格，限制了該技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，鈦/鋼復(fù)合板低成本、高效率和短流程制備技術(shù)的開發(fā)是該領(lǐng)域亟待解決的難題之一，也成為了該領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急和主要發(fā)展趨勢。

針對上述問題，劉雪峰等 開發(fā)了鈦/鋼復(fù)合板兩步軋制復(fù)合法（又稱“冷?熱軋制復(fù)合法”），先將原材料純鈦板和 Q235 低碳鋼板待復(fù)合表面進(jìn)行打磨、清潔等處理后，無需添加任何過渡層金屬，直接層疊進(jìn)行預(yù)復(fù)合軋制，接著在空氣氛圍下加熱后再進(jìn)行終復(fù)合軋制，該方法利用預(yù)復(fù)合軋制工序替代了傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法中的真空制坯工序，工藝流程短、成材率高、制備成本低，制備的鈦/鋼復(fù)合板的界面結(jié)合質(zhì)量穩(wěn)定，界面結(jié)合強(qiáng)度超過230MPa，特別適合低成本制備薄覆層、厚度薄、寬幅、高性能的鈦/鋼復(fù)合板。

相關(guān)鏈接