钛及钛合金直缝焊管生产工艺流程及国内行业发展现状

钛焊管生产工艺流程为：钛带开卷→剪切对接焊→成圈储存→钛带清洗→管坯成型→焊接→焊缝涡流探伤→预定径→在线退火→精密定径/矫直→涡流探伤→激光测径→在线编码→定长切割→超声波探伤→精密定径/平头→气密性试验→成品检验→包装入库。

1、近年来国内钛焊管行业发展情况

由于原材料和加工工艺的制约，多年来钛焊管生产技术一直掌握在日本、美国、法国、俄罗斯等国家的专业厂家手中。我国钛焊管的发展相对于其他钛加工制品起步较晚，早期发展较为缓慢。钛无缝管虽然在我国起步较早，但由于钛无缝管加工工序多、生产周期长、效率低、成本高，限制了其应用。钛焊管生产效率和成品率较高，钛焊管的扩口性能和弯曲性能与无缝管相近，因此国内外钛焊管的使用量逐年增加，在电站冷凝器中的应用日益增多。

在钛焊管发展初期，虽然我国从国外引进了整套小口径钛焊管自动化生产线，结束了我国不能生产钛焊管的历史，但当时国内生产钛焊管的原料钛带卷完全依赖进口，企业无法提供薄壁钛焊管的带坯。同时，国外钛带卷销售价格较高，抑制了国内钛焊管的生产。加之受到技术引进、消化、原材料采购困难等多重影响，国内钛焊管还没有真正具备量产能力，国内钛焊管市场当时还没有真正形成。

近十余年来，我国钛焊管行业发展迅速，主要得益于钛焊管原材料钛带卷生产技术取得重大突破，国产冷轧、热轧钛带卷的技术性能指标、质量稳定性均能满足钛焊管的要求。2007年，湖南湘投金田科技集团下属的湖南湘投金田钛金属有限公司通过“钛-钢接头模型”开发出我国第一根宽幅热轧钛带卷；2008年又开发出冷轧钛带卷，打破了日本、美国在该领域的垄断，为我国钛焊管行业提供了原材料支持，国产钛焊管由此应运而生。

由宝钛集团股份有限公司与国内外多家企业合资兴建的西安宝钛金属法瑞诺焊管有限公司于2007年正式投产。该生产线的投产推动了国产钛焊管生产技术的进步。随着2011年宝钛集团股份有限公司在钛冷轧带钢技术上的突破，西安宝钛金属法瑞诺焊管有限公司也实现了国产钛冷轧带钢的批量生产。

近年来，随着钛产业的整体进步、海绵钛产能的扩大、钛带卷等钛加工产能的扩大，下游钛焊管行业也得到了长足的发展。2008年以来，国内相继建设了多条钛焊管生产线，钛焊管产能的扩大和钛产业发展的放缓，加剧了钛焊管企业的竞争。目前，除了湘投金田科技集团等拥有完整钛产业链的公司外，其他钛焊管公司，以及众多以不锈钢管、稀有金属管为主营业务的公司也在推动钛焊管行业的进步。钛焊管企业越来越注重新技术的研发和差异化发展。

钛焊管的应用领域不断扩大，钛焊管已成为很多行业替代不锈钢管、铜镍合金管、钛无缝管的首选管材。经过几年的发展，国产钛焊管已突破了一系列关键工艺和技术瓶颈，在电力、空调、海水淡化、水处理设备等领域得到广泛应用。此外，国产钛焊管还实现了批量出口。可以看出，国产钛焊管的生产工艺和质量水平已经有了很大的提高。

2、钛焊管的综合优势

在我国，低强度、低合金钛无缝管生产技术已经比较成熟，一些需要承受较高压力和结构力的管道一般采用厚壁钛无缝管。但由于钛无缝管成品率低、交货周期长等因素，大力发展钛焊管已成为钛管行业的趋势。与钛无缝管相比，钛焊管的综合优势越来越明显，在日本、美国、欧洲等国家和地区，钛焊管正在逐步替代钛轧管。

2.1钛焊管与钛无缝管的力学性能基本相同

以热交换器、冷凝器用钛及钛合金管为例，国家标准为GB/T 3625-2007，美国标准为钛焊管与钛无缝管的化学成分、力学性能、工艺性能相差不大，甚至相同。随着钛焊管焊接及热处理技术的进步，国内薄壁钛焊管普遍采用单枪或多枪TIG/PAW自熔焊，焊后采用在线热处理技术。通过优化焊接及退火工艺，使母材、焊缝及热影响区组织基本接近，焊接应力消除，使焊缝组织均匀。通过对比发现，钛焊管焊缝的成分与母材基本相同，焊缝的力学性能、耐腐蚀性能与母材相同。

2.2钛焊管的外观质量优于钛无缝管

钛焊管采用冷轧卷材焊接而成，壁厚均匀，同心度好，光洁度好，管内不易结垢。特别是对于薄壁钛管，无缝轧制工艺根本不能满足其技术要求。钛无缝管经过轧制或拉拔工艺后，很难达到1mm以下的壁厚；而钛焊管可以达到0.5mm以下的壁厚，节省了大量的材料和成本。同时，由于钛焊管的壁厚较薄，可以获得更高的传热系数，达到更好的传热效果。

2.3钛焊管成本和环保优势突出

钛无缝管生产工艺复杂，传统上采用三辊或多辊轧机和拉拔机对一定规格的管坯进行多次轧制或拉拔，最终缩径、减壁，生产出无缝管。该工艺生产效率和成品率较低，从海绵钛到管材，都要经过轧制或拉拔，材料浪费较大，成品率仅为50%左右，无法实现大规模批量生产，生产周期相对较长。

钛焊管是采用壁厚均匀的钛带经过冷弯、焊接、在线热处理、定径矫直、无损检测、气密性检测等工序，通过自动化连续生产线生产出来的。从海绵钛到焊管，材料利用率一般在80%左右，如果以钛带为原料，材料利用率可达95%以上。随着国内钛工业的快速发展和焊接技术的日益成熟，钛焊管的生产效率也将大大提高，质量稳定性、一致性、生产效率更高。可根据客户要求切割成所需长度，交货期短，材料利用率高，单位成本比无缝管低。

钛无缝管通常采用轧制或拉拔工艺生产，生产过程中会使用大量的轧制油、拉拔油等，生产现场污染严重。钛管在轧制、拉拔后，需要对管内外表面的油脂、污物进行脱脂、酸洗，酸洗工序对环境污染较大，为保证操作人员身体健康、保护环境，需要增加防护设备和防护措施，这将相应增加资金投入和产品生产成本。钛焊管通过自动化生产线连续大批量生产，质量稳定，生产效率高，在生产过程中，除消耗一定的水、电等能源外，对环境几乎没有污染。

3. 结论

随着对钛焊管认识的不断深入，钛焊管在石油化工行业的应用将会得到市场的认可，使用范围会越来越广，市场份额也会越来越大。虽然钛焊管的投资成本高于常用的流体输送管道，但其成本低于钛无缝管。从钛焊管的使用寿命和维修周期来看，钛焊管的投资成本可以在使用过程中得到补偿。在管道系统中使用钛焊管可以通过减少定期维修次数、减少停机时间、提高产品质量、增加管道寿命等方式降低生产成本。特别是近年来全球钛工业并不十分景气，竞争十分激烈，钛焊管价格一直处于较低水平，石油化工行业企业使用钛焊管时卷焊管，初期设备投资成本较低。

虽然我国钛焊管行业取得了较快的发展，生产技术和质量水平有了很大的提高，钛焊管在电力、海水淡化、水处理设备、空调设备等行业得到了广泛的应用，但钛焊管在石油化工行业中的使用仍在大力推广。