鈦類複合板

鈦鋼複合板是指將在一般普通鋼板的表面用耐蝕性好的金屬鈦包覆，普通鋼板的耐蝕性自然就提高了。

在JIS標準中，該板主要用於壓力容器、鍋爐、核反應堆、 貯存器等，採用的均是厚度達8mm以上的複合鋼，其規格號為G3603。

基本介紹

• 中文名：鈦類複合板
• 包括：鋼複合板、鈦鋅複合板等
• 相關標準：GB8547-87
• 套用領域：油化工、真空製鹽、氯鹼、食品等

分類

鈦複合板主要包括鈦鋼複合板、鈦鋅複合板、鈦銅複合板、鈦鋁複合板、鈦鎳複合板、鈦塑複合板等。

產品品種

主要材質

產品規格（mm）

產品標準

套用部門

鈦/鋼

TA1、TA2、TA9、TA10/20R.20g.16MnR.16Mn. Q235

1~12/3~100×

<2000×6000

GB8547-87

石油化工、真空製鹽、氯鹼、食品、化肥、容器、腳踏車、冶金等

鈦/不鏽鋼

TA1、TA2、TA9、TA10/各類不鏽鋼

1~12/2~100×

<2000×6000

GB8546-87

石油化工、氯鹼、航天、宇航、低溫、食品、輕工醫藥等

鈦/鋁

TA1、TA2、TA9、TA10/L、LY、LF

1~8/2~50×

<1500×4000

————

航空行業、炊具行業、化學工業、艦艇、特殊釺料等

鈦/銅

TA1、TA2、TA9、TA10/T、H、Q、B

1~10/2~50×

<2000×4000

GB13238-91

電力行業、電解行業、炊具等

鈦/鎳

TA1、TA2、TA9、TA10/N2、N4、N6

1~10/2~50×

<2000×4000

YBT108-1997

冶金行業等

簡介

鈦因其優良的耐腐蝕性而被大量用作各種化學反應容器、熱交換器材料，但缺點是成本較高，特別是作為結構部件使用時這個問題尤為突出，有效的解決方法就是使用鈦鋼複合板。鈦與普通鋼的複合材稱之為鈦鋼複合材，既有鈦的耐蝕性，又有普通鋼板作為結構物的強度，重要的是成本也大幅度下降。設備筒體、管板、封頭都可用鈦/鋼複合板加工製作。如生產尿素合成塔、真空製鹽蒸發室、聚酯反應釜等裝置，使用鈦複合板製作比使用純鈦，顯著降低工程造價30－40% 。鈦/鋼複合材料的使用開始了制鹼工業的新里程，近年來，鈦鋼複合板又增添了新用途，即在海洋土木領域開始適用於鋼構造物的防蝕材。這不僅是因其成本較低，作為主體的鋼構造物的焊接安裝來看，也必須採用鈦鋼複合板。

鈦鋼複合板

鈦因其優良的耐腐蝕性而被大量用作各種化學反應容器、熱交換器材料，但缺點是成本較高。特別是作為結構部件使用時這個問題尤為突出，有效的解決方法就是使用鈦鋼複合板。鈦與普通鋼的複合材稱之為鈦鋼複合材，既有鈦的耐蝕性，又有普通鋼板作為結構物的強度，重要的是成本也大幅度下降了。

近年來，鈦鋼複合板又增添了新用途，即在海洋土木領域開始適用於鋼構造物的防蝕材。這不僅是因其成本較低，作為主體的鋼構造物的焊接安裝來看，也必須採用鈦鋼複合板。

鈦鋼複合板的概述

何謂鈦鋼複合板？

鈦鋼複合板是指將在一般普通鋼板的表面用耐蝕性好的金屬鈦包覆，普通鋼板的耐蝕性自然就提高了。

在JIS標準中，該板主要用於壓力容器、鍋爐、核反應堆、 貯存器等，採用的均是厚度達8mm以上的複合鋼，其規格號為G3603。

鈦鋼複合板的歷史

日本鈦加工材的生產始於1954年，鈦鋼複合板則始於1962年。那時的生產方法稱之為「爆炸複合法」，憑藉炸藥的爆發能而接合的一種方法。1986年開發了熱軋法，厚板軋製法。1990年又開發了連續熱軋帶卷的生產法，主要是指薄板的生產。

鈦鋼複合板的套用領域

爆炸法、厚板軋製法製造的鈦鋼複合板為厚板，其用途主要用作耐蝕性構造材料。高純度對酞酸設備等的化工設備、冷凝器的管板用在發電設備上。

連續熱軋製造的鈦鋼複合板為薄板，主要用在海洋鋼構造物的襯裡，套用領域為海洋土木。

鈦鋼複合板的製造方法

一般複合鋼板的製造方法有：填充金屬鋼錠軋製法、爆炸複合法、軋制壓接法、堆焊法等。鈦鋼複合板的場合，考慮到鈦的特性，工業上常採用爆炸複合法或軋制壓接法，而實際的生產方法則包括①爆炸複合法，軋制壓接法又包括②厚板軋製法③與連續熱軋法。爆炸複合法通常是在常溫下進行的，軋制壓接法是將板組裝、加熱軋制。

爆炸複合法

爆炸複合法的要點:首先將欲壓接的2張金屬板之間保持一定間隔放置,在其上面再放上適量炸藥。由炸藥的一端起爆，爆炸速度每秒數千米，憑藉該爆發能鈦板從基材鋼板的角度碰撞。在該碰撞點基材鋼板與鈦板因非常大的變形速度與超高壓下顯示出流體行為，兩金屬表面的氧化膜、氣體吸附層作為金屬噴流而排除掉，乾淨的面與面之間的接合就在瞬間完成，稱之為冷接合。

採用該法製造的鈦鋼複合板可繼續熱軋至板厚為4mm，所以又稱為爆炸複合法。

厚板軋製法

厚板軋製法最初將鈦板（複合材）與鋼板（基材）以嵌入式的板坯組裝。這時，在鈦板與鋼材之間放入合適的中間嵌入材，再在高真空下採用電子束焊接。最後放入加熱爐加熱後，在厚板軋機上強壓軋到所要求的厚度，這樣鈦板與鋼板則真正接合了。最後將外圍切割，分離為2張板。

連續熱軋法

連續熱軋法與厚板軋製法基本相同，所不同的是2張板中間加入的是鋼板，在大氣下進行電弧焊接，最後在連續熱軋機上連續軋至所要求的厚度，以帶卷形式取出。最後將外圍切割，分離為2張板。

套用領域：

設備領域

在設備領域的套用主要是指先前所述的類似的對酞酸製造設備的化工設備、發電廠用冷凝器管板的電力設備。特別是電力領域的發貨量已累計達到1000張以上。該領域是鈦鋼複合板的支柱產業。最近的話題：造紙廠的漂白處理槽、污水處理廠的次亞氯鹽酸苛刻鈉處理槽也在使用鈦鋼複合板。

海洋土木領域

海洋構造物的維護問題

日本四面臨海,經濟活動的基地設在近海區,隨著經濟發展的需要，流通、交通、城市功能等設施的空間正在利用海域，並且從過去的內海、內灣的淺海域向現在的外海、深海域發展。為此,日本設立了超大型浮式技術研究小組,對數公里規模,耐用100年的超大型浮式海洋構築物進行了理論研究和實地試驗。而鈦材具有優良的腐蝕性能,在海水環境下溶出離子極少,無毒性,不必擔心污染環境等優點,因而成為海洋構築物的首選材料。

鈦鋼複合板的開發

正如表1所述的那樣,鈦在流動的海水中具有非常優良的耐蝕性,目前有兩種方法使鈦材能夠作為海洋構築物防蝕材。一種是把鈦薄板和有機系防蝕材製成複合包覆材;第二種方法是用鈦鋼複合板包覆焊接到新建的建築物上。就第二種方法而言,尚存在二種問題,其一就是將鈦作為襯裡的接合問題。僅鈦獨自用作構築物在經濟上是不成立的。只有充分發揮鈦的耐蝕性能,將構築物主體用鋼製造才是經濟的。然而將鈦 直接與鐵焊接形成的脆性金屬間化合物也是不實用的。只有將鈦與鋼採用熱軋一體化工藝的「鈦鋼複合板」,將複合板的鋼部分焊接接合將鋼構築物的主體上,再利用複合材鈦的防蝕性。其二鈦鋼複合板的尺寸問題。以前因不能製造出鈦鋼複合薄板,用該材作為襯裡材時因板太厚使其尺寸與形狀受到限制。因此採用薄鋼板製造工藝時採用連續熱軋機,其厚度只有5mm的線圈狀鈦複合薄鋼板。該複合鋼板的接合強度約150-200MPa,略高於日本標準JIS-G3603所規定的值,適合作防蝕材料襯裡材。

這種鈦鋼複合薄板的優點在於:(1)鈦在海水中基本上不腐蝕,鈦金屬離子也不會溶出;(2)鈦生物體沒有毒性,對周圍的生態環境沒有影響;(3)如果鈦能在超長期時間內不發生腐蝕,那么對環境而言將是一種極友好的材料 。

結束語

鈦鋼複合板自誕生以來已經歷了40多年,其主要的套用領域冷凝器管板已用了1000張以上。另一方面，在海洋土木也開始使用，並將有更多的機會。鈦鋼複合板就是有效地利用了鈦的優良的耐蝕性與鋼材的強度,在成本上達到了最佳期組合,今後期待在這方面有更進一步的發展。

鈦鋅複合板

鈦鋅複合板是以鈦鋅合金板做面板，3003H26（H24）鋁板做背板，高壓低密聚乙烯（LDPE）為芯材，經熱複合而成的一種新型高檔鋁塑板建築材料，它集鈦鋅板的特點（金屬質感、表層自我修復功能、使用壽命長、可塑性好等）與複合板材平整、抗彎性能高的優點於一體，是古典藝術和現代技術相結合的典範。

在使用初期，遠觀是自然的嶄新的藍灰色，近看則呈現出天然金屬的樸素質感。隨著時間的推移，暴露在大氣中的鈦鋅板表面會逐漸形成一層緻密堅硬的碳酸鋅防腐層，防止板面進一步腐蝕，即使有劃痕和瑕疵也在這個演化過程中完全消失。對那些需要營造出強烈的天然感的建築來說，無疑是理想的裝飾材料，特別適用於自然和歷史氛圍濃厚的環境中，可為現代建築和古典建築增添獨特的魅力。具有良好的強度和剛性可抵受強風和其它惡劣氣候環境的侵襲。塑性好，易於加工安裝，有利於三維造型，能適應變化多樣的布局要求，可充分張揚建築師的個性，滿足其豐富的創作想像力和靈感要求。

標準規格：

厚度：4mm

寬度：1000mm

長度：2440mm

特點：

（1）使用壽命長。鈦鋅合金面板表面能自然形成一層緻密的氧化層（碳酸鋅鹽），防止被進一步腐蝕，可在大氣狀況差的環境使用。

（2）面板不需塗裝或其它防腐處理，具有金屬質感。

（3）面板具有自我修復功能，劃傷後自動癒合不留痕跡。

（4）剛性大，不易彎曲變形。

（5） 板面光整，裝飾效果佳。

（6）具有一定隔音、隔熱節能功能。

（7）面板顏色除金屬本色外，亦可預處理成藍灰色、黑灰色、銅綠色等。

（8）易加工成型。既可在工廠加工成型，亦可在施工現場邊加工邊安裝，有利縮短工期。

（9）環境協調性好。反射率低，不會造成光污染；可100%回收利用。

鈦塑複合板

鈦塑複合板主要用於高檔建築物的屋面和幕牆系統以及其它 一些對板材的強度和抗腐蝕性能有較高要求的地方。鈦是一種貴金屬。我公司以工業純鈦為面板，鋁合金為背板，聚乙烯料為芯材複合板而成的鈦塑複合板，既降低了成本，表層又具有鈦材的優良性能，還提高了板的抗拉剛度和表面平整性。

標準規格：

厚度：4mm；5mm；6mm；

寬度：1000mm；1240mm;(鈦板厚度≥0.3mm) 630mm(鈦板厚度<0.3mm)

長度：2000mm；2440mm；3000mm；6000mm

特點：

(1)耐腐蝕性強，無論在工業區、污染嚴重的市區、農村，還是沿海地區，歷經數年，鈦本色表面也不變色。

(2)力學性能好。工業純鈦的抗拉強度比普通碳素結構鋼還要高。

(3)有較好的抗疫勞和抗蠕變性。

(4)無磁化效應，工業純鈦電阻係數和導熱係數均與不鏽鋼相近。

(5)工業純鈦屬自保性金屬，表面劃痕能自動癒合。

(6)工業純鈦是在退火狀態下被用來複合的，加工性良好(與不鏽鋼類似)

(7)工業純鈦的密度為4.5X103kg/m3，均為鋁的1.7倍，鋼的60%。塑性好，延伸率≥30%。

(8)表面可進行多樣化處理，如髮絲處理、鏡面處理或錐紋處理等，也可處理成紅色、黑色、白色等多種顏色。