1、定義

鈦管換熱器是一種以鈦或鈦合金管為核心傳熱元件的管殼式換熱設備，通過鈦管內(nèi)外介質(zhì)的流動實現(xiàn)熱量交換。其設計專為高腐蝕性介質(zhì)（如含Cl?、酸性或堿性流體）和高溫高壓環(huán)境，廣泛應用于化工、海洋工程、制藥等領(lǐng)域，是管殼式換熱器中耐腐蝕性能最優(yōu)的類別之一。

2、性能

耐腐蝕性：鈦在氧化性介質(zhì)（如濕氯氣、海水）中形成穩(wěn)定的TiO?鈍化膜，抗Cl?點蝕能力優(yōu)于不銹鋼（316L壽命的5~10倍）。

傳熱效率：鈦導熱系數(shù)15~20 W/(m·K)，通過薄壁鈦管（壁厚0.5~2.0 mm）設計，傳熱系數(shù)可達200~600 W/(m2·K)。

耐溫耐壓：工作溫度-50~250℃，設計壓力≤10 MPa（高壓型），適用飽和蒸汽或高溫油介質(zhì)。

機械強度：抗拉強度≥340 MPa（TA2），可承受高流速沖刷（如海水流速≤3 m/s）。

3、材質(zhì)

1）純鈦管：

TA1（Gr.1）：純度≥99.5%，用于高潔凈度介質(zhì)（如制藥、電子化學品）。

TA2（Gr.2）：通用材質(zhì)，占鈦管換熱器用量的90%以上（如氯堿化工）。

2）鈦合金管：

Ti-0.2Pd（Gr.11）：添加鈀元素，提升還原性酸（如10% HCl）中的耐蝕性。

Ti-3Al-2.5V（Gr.9）：高強度合金，用于高壓、高振動場景（如艦船冷卻系統(tǒng)）。

4、特點

1）優(yōu)勢：

壽命長達20年以上（氯堿環(huán)境下），維護成本僅為不銹鋼的1/3；

重量輕（密度4.5 g/cm3），比鋼制換熱器減重50%；

表面光滑（Ra≤0.8 μm），減少結(jié)垢風險。

2）局限性：

成本高（鈦管價格約為316L不銹鋼管的5~8倍）；

對氫氟酸（HF）、濃磷酸（>10%）敏感，需嚴格避免接觸。

5、執(zhí)行標準

1）國內(nèi)標準：

GB/T 3625-2007《換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管》

NB/T 47011-2010《鈦制壓力容器》

2）國際標準：

ASTM B338《無縫及焊接鈦管》

ASME BPVC Section VIII（壓力容器規(guī)范）

3）行業(yè)認證：

需通過PED（歐盟）、ASME U鋼印認證，核工業(yè)需滿足NQA-1標準。

6、應用領(lǐng)域

氯堿化工：濕氯氣冷卻（80℃→40℃）、濃堿液（50% NaOH）加熱；

海水淡化：多級閃蒸（MSF）裝置中的冷凝器與預熱器；

石油化工：酸性原油換熱（含H?S、CO?）；

制藥行業(yè)：高純度介質(zhì)（如疫苗培養(yǎng)液）的溫度控制；

核電：海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)（抗海水腐蝕）。

7、制造工藝

1）鈦管成型：

無縫鈦管：熱擠壓+冷軋（ASTM B338），壁厚公差±10%；

焊接鈦管：鈦帶卷制+等離子焊（TIG焊），成本低但承壓能力較弱。

2）管板連接：

脹接：機械脹管或液壓脹管，適用于低壓（≤4 MPa）；

焊接：TIG焊或激光焊，用于高壓或腐蝕性強介質(zhì)（需100% RT檢測）。

3）質(zhì)量控制：

管材超聲波探傷（UT）檢測缺陷；

殼程水壓試驗（1.25倍設計壓力保壓30分鐘）。

8.、與其他鈦設備的區(qū)別（具體對比）

9、采購方法與注意事項

1）采購流程：

技術(shù)參數(shù)確認：

明確介質(zhì)成分（Cl?濃度、pH值）、流量（殼程/管程）、允許壓降（≤0.1 MPa）。

供應商評估：

核查壓力容器制造資質(zhì)（A1/A2級）、鈦管來源（寶鈦、VSMPO等品牌）；

要求提供同類項目案例（如氯堿廠鈦管換熱器運行5年以上證明）。

技術(shù)協(xié)議簽訂：

明確傳熱系數(shù)（K值）保證值（如≥450 W/(m2·K)）；

要求提供FEA應力分析報告、焊接工藝評定（WPS/PQR）。

2）注意事項：

防污染控制：

鈦管加工時禁用含鐵工具，防止鐵離子污染（制藥行業(yè)需達ASTM B338標準）；

安裝前需酸洗鈍化（10% HNO? + 1% HF溶液，浸泡20分鐘）。

成本優(yōu)化：

低壓工況可選用焊接鈦管（成本比無縫管低30%）；

非腐蝕側(cè)殼體采用鈦-鋼復合板（復層鈦厚≥3 mm）。

運行維護：

每半年化學清洗（5%檸檬酸循環(huán)2小時）；

監(jiān)測殼程/管程壓差，超過設計值20%需停機檢查。

鈦管換熱器憑借其不可替代的耐Cl?腐蝕能力，成為氯堿、海水淡化等領(lǐng)域的核心設備。與板式換熱器相比，其承壓能力更強，但傳熱效率略低；與普通管式換熱器相比，鈦材質(zhì)大幅延長了設備壽命。采購時需重點審核供應商的鈦管質(zhì)量（無縫/焊接）和制造工藝（脹接/焊接），并在運行中定期維護鈍化膜完整性，以最大化設備的經(jīng)濟性與可靠性。