[发明专利]一种大型钛异型三通及制造工艺与钛轴流泵

说明书

本发明提供了一种大型钛异型三通及制造工艺与钛轴流泵，用于海水淡化、舰艇和油气输送领域，工艺采用海绵钛熔炼成钛锭，锻造成钛板，再采用数控超高压水切割机裁剪钛板，利用卷板机和成型模具分别卷制成多个筒体和加强筋，采用管板自动焊机进行深熔焊接每个筒体合缝和加强筋，形成钛制异型三通，再采用大容量的大型台车式退火炉进行批量热处理，消除焊接残余应力，保证批质量一致性。本发明比传统的铸铁铸造、钢材、不锈钢寿命长约5倍、减重约50％，轻量化和长寿命效果明显，实现了批量化生产。在海水淡化、舰艇制造和海洋工程装备领域应用前景良好。本发明大型钛异型三通与已有大型钛轴流泵配套使用实现一体化整体产品。

技术领域

本发明属于钛材加工技术领域，涉及轴流泵，具体涉及一种海水淡化、舰艇和深海油气钻采输送用大型钛制异型三通及其制造加工工艺与钛轴流泵。

背景技术

轴流泵是一种靠旋转叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送的泵，一般为铸造而成，有立式、卧式、斜式及贯流式数种。轴流泵叶轮一般装有2～7个叶片，在圆管形泵壳内旋转，叶轮上部的泵壳上装有固定导叶，用以消除液体的旋转运动，使之变为轴向运动，并把旋转运动的动能转变为压力能。轴流泵广泛应用于石化、油气输送、海水淡化等领域。与之配套安装使用的三通(包括同径、异径、异心)也广泛应用于石化、天然气、液化气、化肥、火电厂、核电、制药等行业工程的建设和检修。现有轴流泵及三通主要采用铸铁铸造型式，也有用钢材或不锈钢材质制造，比重大、易腐蚀、寿命短。相对于陆上环境，轴流泵及三通腐蚀损坏后在进行维修或更换作业时，相对容易。但是相对于远离大陆的舰艇、深海和深井油气开采与输送环境作业时就是难上加难，大型和超大型轴流泵及三通因为腐蚀失效，而维修、更换则难度更大，甚至放弃报废，中断工程作业。

钛材料具有质轻、硬度高、比强度高等特点，其耐海水、油气腐蚀性能优异，是铸铁、钢材、不锈钢无法比拟的。钛材料在腐蚀性环境中具有独特用途，在航空航天、油气输送、核电、海水淡化等领域的应用日益扩大，特别是在海水淡化领域前景良好。近年来，航洋工程装备(海工装备)、舰艇(内部管道轻量化减重和抗腐蚀)需求逐渐增大。目前，一个国家的钛合金材料及其零部件制备能力和产业化水平，已经成为衡量一个国家综合国力的重要因素。

现有市场上的钛制三通，基本上属于中小口径型、手工小批量生产，生产工艺为对现有管坯管材的挤压或对接焊工艺而成，包括：

1、对焊式三通:与连接管件对接后焊接的三通管件。

2、承插式三通:连接管件插入三通各端部后焊接或熔接的三通管件。

3、卡套式三通:各端部是卡套接头,把管件插入后再紧固的三通管件。

4、螺纹式三通:以螺纹方式连接管件的三通管件。

上述问题是受限于钛材料的难以加工的特点，难以大规模加工生产，限制了广泛应用，具体表现在包括熔炼、铸造、锻造、焊接、零件加工环节难度大。特别是，大型钛制三通大批量制造加工生产更是难上加难，轻量化、长寿命，高可靠性尤其重要,市场上缺乏该类产品的大批量生产工艺，亟需创新满足市场需求。

发明内容

基于上述问题，本发明在于提供一种适宜于海水淡化、舰艇和油气输送用大型轴流泵用钛异型三通及其加工工艺，主要思路是从原材料源头控制质量，拟采用高纯海绵钛熔炼成钛锭后，再锻造成钛板，之后采用卷板机卷筒焊接而成钛制异型三通，以实现大批量生产、轻量化和长寿命的大型钛制三通。同时，提供一种与之配套使用的大型钛轴流泵。具体的技术方案是：

一、海水淡化、舰艇和油气输送用的一种大型钛异型三通的制造工艺，其特征在于，包括S1～S8的步骤：

S1，备料：根据批次需求，选用粒度5mm～28mm的高纯海绵钛，烘干备用；