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(shè)備，通過鈦管內(nèi)外介質(zhì)的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱量交換。其設(shè)計(jì)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(yīng)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(diǎn)蝕能力優(yōu)于不銹鋼（316L壽命的5~10倍）。

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

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

機(jī)械強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度≥340 MPa（TA2），可承受高流速?zèng)_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(xué)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(qiáng)度合金，用于高壓、高振動(dòng)場(chǎng)景（如艦船冷卻系統(tǒng)）。

4、特點(diǎn)

1）優(yōu)勢(shì)：

壽命長(zhǎng)達(dá)20年以上（氯堿環(huán)境下），維護(hù)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(fēng)險(xiǎn)。

2）局限性：

成本高（鈦管價(jià)格約為316L不銹鋼管的5~8倍）；

對(duì)氫氟酸（HF）、濃磷酸（>10%）敏感，需嚴(yán)格避免接觸。

5、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1）國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：

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(biāo)準(zhǔn)：

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(rèn)證：

需通過PED（歐盟）、ASME U鋼印認(rèn)證，核工業(yè)需滿足NQA-1標(biāo)準(zhǔn)。

6、應(yīng)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(jí)閃蒸（MSF）裝置中的冷凝器與預(yù)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(jī)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(qiáng)介質(zhì)（需100% RT檢測(cè)）。

3）質(zhì)量控制：

管材超聲波探傷（UT）檢測(cè)缺陷；

殼程水壓試驗(yàn)（1.25倍設(shè)計(jì)壓力保壓30分鐘）。

8.、與其他鈦設(shè)備的區(qū)別（具體對(duì)比）

9、采購方法與注意事項(xiàng)

1）采購流程：

技術(shù)參數(shù)確認(rèn)：

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(yīng)商評(píng)估：

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

要求提供同類項(xiàng)目案例（如氯堿廠鈦管換熱器運(yùn)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(yīng)力分析報(bào)告、焊接工藝評(píng)定（WPS/PQR）。

2）注意事項(xiàng)：

防污染控制：

鈦管加工時(shí)禁用含鐵工具，防止鐵離子污染（制藥行業(yè)需達(dá)ASTM B338標(biāo)準(zhǔn)）；

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(fù)合板（復(fù)層鈦厚≥3 mm）。

運(yùn)行維護(hù)：

每半年化學(xué)清洗（5%檸檬酸循環(huán)2小時(shí)）；

監(jiān)測(cè)殼程/管程壓差，超過設(shè)計(jì)值20%需停機(jī)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(shè)備。與板式換熱器相比，其承壓能力更強(qiáng)，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(zhǎng)了設(shè)備壽命。采購時(shí)需重點(diǎn)審核供應(yīng)商的鈦管質(zhì)量（無縫/焊接）和制造工藝（脹接/焊接），并在運(yùn)行中定期維護(hù)鈍化膜完整性，以最大化設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性與可靠性。