Qu'est-ce que le soudage explosif pour les feuilles de tubes en titane- ?

Dans des conditions de travail hautement corrosives telles que l'industrie du chlore-alcali, le dessalement de l'eau de mer, l'ingénierie maritime et l'hydrométallurgie des énergies nouvelles, les plaques tubulaires composites en acier et titane constituent les composants essentiels des échangeurs de chaleur à calandre. Ils combinent la résistance à la corrosion du titane avec la capacité portante à haute pression-des substrats en acier au carbone ou en acier inoxydable.

 

 

1. Feuille tubulaire entièrement en titane

Fabriqué entièrement en titane, il offre une bonne résistance à la corrosion. Néanmoins, le titane est coûteux et les plaques épaisses de grande taille entraînent des dépenses extrêmement élevées, limitant son application à grande échelle dans les grands projets.

 

2. Feuille tubulaire à surface en titane

Une base en acier au carbone est recouverte d'une couche anticorrosion en titane. Le soudage du titane sur l'acier produit facilement des phases FeTi cassantes, donnant lieu à des défauts, notamment des pores, des fissures et un délaminage. Lorsque la pression de travail et la température fluctuent, la couche de revêtement a tendance à se décoller. Les revêtements de grande surface nécessitent de longs cycles de construction et sont difficiles à réparer, ce qui entraîne des risques de fuite pour les échangeurs de chaleur.

 

3. Joint de dilatation mécanique

Les tubes en titane sont reliés mécaniquement à la plaque tubulaire par ajustement serré sans fusion métallurgique. Les fluides de traitement peuvent pénétrer dans les interstices, déclenchant une corrosion caverneuse dans les environnements chlorure-ion et chlore humide, ce qui réduit la durée de vie de l'équipement et le rend inadapté aux conditions de travail difficiles.

 

 

1.Propriété du processus

Soudage sous pression à l'état solide ; les assiettes ne sont pas fondues dans leur ensemble.

 

2. Procédures clés

‑ Un espace prédéfini est réservé entre la couche de revêtement en titane et le substrat en acier au carbone/acier inoxydable, suivi d'un dégraissage et d'un nettoyage abrasif pour la purification de la surface.
‑ Des explosifs sont disposés sur la surface de la plaque de titane. La détonation par les détonateurs amène la plaque de titane à frapper le substrat à grande vitesse via des ondes de choc de détonation.
‑ La pression ultra-haute générée par l'impact brise les films d'oxyde et produit des jets de métal, réalisant ainsi une liaison métallurgique au niveau atomique. Une interface de liaison ondulée est formée pour produire des ébauches composites titane-acier.
‑ Un traitement thermique ultérieur, un nivellement, un usinage de précision et un perçage transforment les ébauches en plaques tubulaires composites en acier titane finies.

 

3. Avantages principaux

‑ Évite la formation de phases fragiles causée par le soudage par fusion entre le titane et l'acier.
‑ La résistance au cisaillement interfacial dépasse celle des métaux de base, offrant d'excellentes performances anti-délaminage et une excellente résistance aux cycles de température.
‑ Permet la fabrication de plaques tubulaires de grand diamètre et épaisses pour les besoins des échangeurs de chaleur de grande taille.

 

 

1. Liaison métallurgique à haute résistance de métaux différents

Une liaison métallurgique de niveau atomique est réalisée entre le titane et l'acier au carbone/l'acier inoxydable, plutôt qu'une simple fixation mécanique. Des tests par ultrasons (UT) à couverture complète sont effectués pour garantir que le taux de liaison est conforme aux normes des appareils sous pression. Le délaminage et le pelage se produisent rarement sous des températures et des pressions alternées, ce qui réduit les risques de fuite induite par la corrosion des plaques tubulaires.

 

2. Résistance à la corrosion et rentabilité équilibrées

Le titane de qualité Gr1/Gr2/Gr12 est adopté pour la couche de revêtement afin de résister aux milieux fortement corrosifs tels que l'eau de mer, le chlore humide, les sels de chlorate et les acides dilués. Le substrat en acier au carbone ou en acier inoxydable de qualité pour appareil sous pression supporte les charges structurelles. Comparé aux plaques tubulaires entièrement en titane, il conserve ses performances anticorrosion tout en réduisant considérablement les coûts pour un rapport coût-performance supérieur.

 

3. Capable de fabrication de grande taille avec une bonne usinabilité

Des ébauches de plaques tubulaires composites de grand diamètre et d'épaisseur peuvent être fabriquées. Les plaques composites prennent en charge le perçage et le fraisage CNC pour s'adapter aux trous de tubes denses et aux diverses configurations de trous des échangeurs de chaleur. Les fissures interfaciales et le délaminage se produisent rarement pendant l'usinage, satisfaisant ainsi aux spécifications de fabrication des appareils sous pression.

 

4. Large adaptabilité aux conditions de travail et durée de vie prolongée de l'équipement

Convient aux équipements d'échange de chaleur dans les usines de chlore-alcali, les installations de dessalement d'eau de mer et les plates-formes offshore, avec une bonne résistance à la corrosion par piqûres et fissures. Par rapport aux structures à surface en acier inoxydable et en titane, il prolonge considérablement la durée de vie des équipements, réduit la fréquence des arrêts et de maintenance et réduit les coûts d'exploitation et de maintenance.

 

 

1. Haute sensibilité aux paramètres du processus

Les écarts dans tous les paramètres, y compris la formulation explosive, la vitesse de détonation, l'espace entre les plaques, le traitement de surface et le mode d'amorçage, réduiront le taux de produit fini.
‑ Paramètres explosifs anormaux : fissuration des plaques, brûlure de la couche de titane ou non-adhérence locale.
‑ Traitement de surface inapproprié : les taches d'huile résiduelles et les incrustations d'oxyde provoquent un décollement interfacial local.
‑ Température de traitement thermique incontrôlable : les températures élevées facilitent la génération de composés intermétalliques fragiles et dégradent la résistance interfaciale ; la température de recuit doit être strictement contrôlée.

 

2. Procédures obligatoires de contrôle de la qualité des produits finis

Pour les ébauches destinées aux échangeurs de chaleur pour appareils sous pression, un ensemble complet d’inspections doit être effectué avant le traitement mécanique :
‑ Tests par ultrasons pour déterminer la zone collée ;
‑ Essais de résistance mécanique au cisaillement ;
‑ Analyse d'interface métallographique pour confirmer l'absence de zones non liées et de phases cassantes massives.

 

 

1.Industrie du chlore-alcali

refroidisseurs de chlore humide et échangeurs de chaleur à saumure. Résiste à la corrosion par les ions chlorure et le chlore, servant d'équipement clé pour la production de chlore-alcali.

 

2. Dessalement de l'eau de mer et génie maritime

échangeurs de chaleur et condenseurs à eau de mer, résistant à la corrosion par les ions chlorure de l'eau de mer.

 

3. Industrie pétrochimique et chimique fine

équipement d'échange de chaleur pour les conditions de travail en solution saline et en acide organique.

 

4.Énergies nouvelles et hydrométallurgie

équipements d'échange thermique et de refroidissement pour milieux corrosifs à haute teneur en sel.

 

5.Équipements auxiliaires électriques et nucléaires

échangeurs de chaleur à calandre de grande taille pour les environnements très corrosifs.

 

 

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