关于钛管在海水淡化中的应用

一、钛管化学成分及机械性能：

ASTM B338/ASME SB338标准，材质为Gr2钛管的化学成分如下：

Ti：余量；杂质含量中N≤0.03%；C ≤0.08%；H ≤0.015%；Fe≤0.30%；O≤0.25%

其他元素单一杂质≤0.1%（可能含的非人为元素有铝、矾、锡、铬、钼、铌、锆、铪、铋、钯、铜、硅、钴、铊）；其他元素杂质总量≤0.4%。

机械性能为：抗拉强度≥345Mpa；屈服强度≥275 Mpa；延伸率≥20%

二、钛管用于海水淡化的主要特性：

1、

密度小，比强度（强度/比重）高

金属钛的密度为4.51g/cm3，高于铝而低于钢、铜、镍。但比强度位于金属之首，是不锈钢的3倍，是铝合金的1.3倍；

2、

耐腐蚀性能好

钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定，如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。

3、

换热性能好

金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低，但由于钛优异的耐腐蚀性能，所以壁厚可以大大减薄，而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝，减少了热组，太表面不结垢也可减少热阻，使钛的换热性能显著提高。

4、

耐热性能好

新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。

5、

化工耐低温性能好

钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn）,TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。

6、

抗拉强度与其屈服强度接近

钛的这一性能说明了其屈强比（抗拉强度/屈服强度）高，表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大，使钛成型时的回弹能力大。

三、海水淡化设备中钛管将逐渐替代原来的铜合金管，两者相比，钛管具有以下优点：

1、同样作业条件下，钛管的壁厚更薄，管材用量更少。一般，铜合金管等壁厚为0.9mm-1.2mm；用钛管代替，在腐蚀性小的地方，可用壁厚为0.5mm的薄壁管。

2、钛管的导热性好。钛热导率为17W／(mk)，铝黄铜的为lOOW/（mk），70／30白铜的为29W／(mk)，钛的热导率最小．但使用薄壁钛管，导热性虽然比铝黄铜差，但与90／10白铜相当，比70/30白铜的要好。

3、使用钛管的性价比更高。钛管价格可与铜合金管抗衡，由于钛的密度低，壁厚相同时，同等长度的钛管质量只是铜合金管的50％，当钛管壁厚为铜合金管的50％时，相同传热面积的钛管质量仅为铜合金管的1／4．可见，钛管在价格方面是有竞争力的。

4、钛管的使用寿命更长。由于海水常混有泥沙、海生物，它们在传热管内及管端附着，会侵蚀铜合金管，铜合金还会受海水中Bｒ-的腐蚀。而钛管就不会出现这种问题，特别是为了杀死海水中的细菌，不得不注入氧时，更需使用耐蚀性好的钛管。