钛钢复合板应用介绍

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钛钢复合板应用介绍

钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料，但缺点是成本较高。特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛钢复合板。钛与普通钢的复合材称之为钛钢复合材，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构物的强度，重要的是成本也大幅度下降了。

近年来，钛钢复合板又增添了新用途，即在海洋土木领域开始适用于钢构造物的防蚀材。这不仅是因其成本较低，作为主体的钢构造物的焊接安装来看，也必须采用钛钢复合板。

钛钢复合板的概述

何谓钛钢复合板？

钛钢复合板是指将在一般普通钢板的表面用耐蚀性好的金属钛包覆，普通钢板的耐蚀性自然就提高了。

在JIS标准中，该板主要用于压力容器、锅炉、核反应堆、 贮存器等，采用的均是厚度达8mm以上的复合钢，其规格号为G3603。

钛钢复合板的历史

日本钛加工材的生产始于1954年，钛钢复合板则始于1962年。那时的生产方法称之为「爆炸复合法」，凭借炸药的爆发能而接合的一种方法。1986年开发了热轧法，厚板轧制法。1990年又开发了连续热轧带卷的生产法，主要是指薄板的生产。

钛钢复合板的应用领域

爆炸法、厚板轧制法制造的钛钢复合板为厚板，其用途主要用作耐蚀性构造材料。高纯度对酞酸设备等的化工设备、冷凝器的管板用在发电设备上。

连续热轧制造的钛钢复合板为薄板，主要用在海洋钢构造物的衬里，应用领域为海洋土木。

钛钢复合板的制造方法

一般复合钢板的制造方法有：填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。钛钢复合板的场合，考虑到钛的特性，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法，而实际的生产方法则包括①爆炸复合法，轧制压接法又包括②厚板轧制法③与连续热轧法。爆炸复合法通常是在常温下进行的，轧制压接法是将板组装、加热轧制。

爆炸复合法

爆炸复合法的要点:首先将欲压接的2张金属板之间保持一定间隔放置,在其上面再放上适量炸药。由炸药的一端起爆，爆炸速度每秒数千米，凭借该爆发能钛板从基材钢板的角度碰撞。在该碰撞点基材钢板与钛板因非常大的变形速度与超高压下显示出流体行为，两金属表面的氧化膜、气体吸附层作为金属喷流而排除掉，干净的面与面之间的接合就在瞬间完成，称之为冷接合。

采用该法制造的钛钢复合板可继续热轧至板厚为4mm，所以又称为爆炸复合法。

厚板轧制法

厚板轧制法最初将钛板（复合材）与钢板（基材）以嵌入式的板坯组装。这时，在钛板与钢材之间放入合适的中间嵌入材，再在高真空下采用电子束焊接。最后放入加热炉加热后，在厚板轧机上强压轧到所要求的厚度，这样钛板与钢板则真正接合了。最后将外围切割，分离为2张板。

连续热轧法

连续热轧法与厚板轧制法基本相同，所不同的是2张板中间加入的是钢板，在大气下进行电弧焊接，最后在连续热轧机上连续轧至所要求的厚度，以带卷形式取出。最后将外围切割，分离为2张板。

应用领域：

设备领域

在设备领域的应用主要是指先前所述的类似的对酞酸制造设备的化工设备、发电厂用冷凝器管板的电力设备。特别是电力领域的发货量已累计达到1000张以上。该领域是钛钢复合板的支柱产业。最近的话题：造纸厂的漂白处理槽、污水处理厂的次亚氯盐酸苛刻钠处理槽也在使用钛钢复合板。

海洋土木领域

海洋构造物的维护问题

日本四面临海,经济活动的基地设在近海区,随着经济发展的需要，流通、交通、城市功能等设施的空间正在利用海域，并且从过去的内海、内湾的浅海域向现在的外海、深海域发展。为此,日本设立了超大型浮式技术研究小组,对数公里规模,耐用100年的超大型浮式海洋构筑物进行了理论研究和实地试验。而钛材具有优良的腐蚀性能,在海水环境下溶出离子极少,无毒性,不必担心污染环境等优点,因而成为海洋构筑物的首选材料。

钛钢复合板的开发

正如表1所述的那样,钛在流动的海水中具有非常优良的耐蚀性,目前有两种方法使钛材能够作为海洋构筑物防蚀材。一种是把钛薄板和有机系防蚀材制成复合包覆材;第二种方法是用钛钢复合板包覆焊接到新建的建筑物上。就第二种方法而言,尚存在二种问题,其一就是将钛作为衬里的接合问题。仅钛独自用作构筑物在经济上是不成立的。只有充分发挥钛的耐蚀性能,将构筑物主体用钢制造才是经济的。然而将钛 直接与铁焊接形成的脆性金属间化合物也是不实用的。只有将钛与钢采用热轧一体化工艺的「钛钢复合板」,将复合板的钢部分焊接接合将钢构筑物的主体上,再利用复合材钛的防蚀性。其二钛钢复合板的尺寸问题。以前因不能制造出钛钢复合薄板,用该材作为衬里材时因板太厚使其尺寸与形状受到限制。因此采用薄钢板制造工艺时采用连续热轧机,其厚度只有5mm的线圈状钛复合薄钢板。该复合钢板的接合强度约150-200MPa,略高于日本标准JIS-G3603所规定的值,适合作防蚀材料衬里材。

这种钛钢复合薄板的优点在于1)钛在海水中基本上不腐蚀,钛金属离子也不会溶出;(2)钛生物体没有毒性,对周围的生态环境没有影响;(3)如果钛能在超长期时间内不发生腐蚀,那么对环境而言将是一种极友好的材料 。

结束语

钛钢复合板自诞生以来已经历了40多年,其主要的应用领域冷凝器管板已用了1000张以上。另一方面，在海洋土木也开始使用，并将有更多的机会。钛钢复合板就是有效地利用了钛的优良的耐蚀性与钢材的强度,在成本上达到了最佳期组合,今后期待在这方面有更进一步的发展。

钛锌复合板

钛锌复合板是以钛锌合金板做面板，3003H26（H24）铝板做背板，高压低密聚乙烯（LDPE）为芯材，经热复合而成的一种新型高档铝塑板建筑材料，它集钛锌板的特点（金属质感、表层自我修复功能、使用寿命长、可塑性好等）与复合板材平整、抗弯性能高的优点于一体，是古典艺术和现代技术相结合的典范。

在使用初期，远观是自然的崭新的蓝灰色，近看则呈现出天然金属的朴素质感。随着时间的推移，暴露在大气中的钛锌板表面会逐渐形成一层致密坚硬的碳酸锌防腐层，防止板面进一步腐蚀，即使有划痕和瑕疵也在这个演化过程中完全消失。对那些需要营造出强烈的天然感的建筑来说，无疑是理想的装饰材料，特别适用于自然和历史氛围浓厚的环境中，可为现代建筑和古典建筑增添独特的魅力。具有良好的强度和刚性可抵受强风和其它恶劣气候环境的侵袭。塑性好，易于加工安装，有利于三维造型，能适应变化多样的布局要求，可充分张扬建筑师的个性，满足其丰富的创作想象力和灵感要求。

标准规格：

厚度：4mm

宽度：1000mm

长度：2440mm

特点：

（1）使用寿命长。钛锌合金面板表面能自然形成一层致密的氧化层（碳酸锌盐），防止被进一步腐蚀，可在大气状况差的环境使用。

（2）面板不需涂装或其它防腐处理，具有金属质感。

（3）面板具有自我修复功能，划伤后自动愈合不留痕迹。

（4）刚性大，不易弯曲变形。

（5） 板面光整，装饰效果佳。

（6）具有一定隔音、隔热节能功能。

（7）面板颜色除金属本色外，亦可预处理成蓝灰色、黑灰色、铜绿色等。

（8）易加工成型。既可在工厂加工成型，亦可在施工现场边加工边安装，有利缩短工期。

（9）环境协调性好。反射率低，不会造成光污染；可100%回收利用。

钛塑复合板

钛塑复合板主要用于高档建筑物的屋面和幕墙系统以及其它 一些对板材的强度和抗腐蚀性能有较高要求的地方。钛是一种贵金属。我公司以工业纯钛为面板，铝合金为背板，聚乙烯料为芯材复合板而成的钛塑复合板，既降低了成本，表层又具有钛材的优良性能，还提高了板的抗拉刚度和表面平整性。

标准规格：

厚度：4mm；5mm；6mm；

宽度：1000mm；1240mm;(钛板厚度≥0.3mm) 630mm(钛板厚度<0.3mm)

长度：2000mm；2440mm；3000mm；6000mm

特点：

(1)耐腐蚀性强，无论在工业区、污染严重的市区、农村，还是沿海地区，历经数年，钛本色表面也不变色。

(2)力学性能好。工业纯钛的抗拉强度比普通碳素结构钢还要高。

(3)有较好的抗疫劳和抗蠕变性。

(4)无磁化效应，工业纯钛电阻系数和导热系数均与不锈钢相近。

(5)工业纯钛属自保性金属，表面划痕能自动愈合。

(6)工业纯钛是在退火状态下被用来复合的，加工性良好(与不锈钢类似)

(7)工业纯钛的密度为4.5X103kg/m3，均为铝的1.7倍，钢的60%。塑性好，延伸率≥30%。

(8)表面可进行多样化处理，如发丝处理、镜面处理或锥纹处理等，也可处理成红色、黑色、白色等多种颜色。