¿Qué es la soldadura explosiva para láminas-de tubos de titanio?

En condiciones de trabajo altamente corrosivas, como en la industria cloroalcalina, la desalinización de agua de mar, la ingeniería marina y la hidrometalurgia de nuevas energías, las placas de tubos compuestos de acero y titanio sirven como componentes centrales de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos. Combinan la resistencia a la corrosión del titanio con la alta-capacidad de soporte de presión de los sustratos de acero al carbono o acero inoxidable.

 

 

1.Hoja de tubos totalmente de titanio

Fabricado íntegramente en titanio, ofrece una buena resistencia a la corrosión. Sin embargo, el material de titanio es costoso y las placas gruesas de gran tamaño generan gastos extremadamente elevados, lo que limita su aplicación a gran escala en proyectos importantes.

 

2.Hoja tubular con superficie de titanio

Una base de acero al carbono está recubierta con una capa anticorrosión de titanio. La soldadura de titanio con acero produce fácilmente fases frágiles de FeTi, dando lugar a defectos como poros, grietas y delaminación. Cuando la presión de trabajo y la temperatura fluctúan, la capa superficial tiende a desprenderse. El revestimiento de superficies grandes requiere ciclos de construcción prolongados y es difícil de reparar, lo que genera riesgos de fugas en los intercambiadores de calor.

 

3.Junta de expansión mecánica

Los tubos de titanio se unen mecánicamente a la placa de tubos mediante un ajuste de interferencia sin fusión metalúrgica. Los medios de proceso pueden penetrar en los espacios, provocando corrosión en las grietas en ambientes con iones de cloruro y cloro húmedo, lo que acorta la vida útil del equipo y lo hace inadecuado para condiciones de trabajo duras.

 

 

1.Propiedad del proceso

Soldadura por presión de estado sólido; las placas no se derriten en su conjunto.

 

2.Procedimientos clave

- Se reserva un espacio preestablecido entre la capa de revestimiento de titanio y el sustrato de acero al carbono/acero inoxidable, seguido de un desengrasado y una limpieza abrasiva para la purificación de la superficie.
- Los explosivos están dispuestos sobre la superficie de la placa de titanio. La detonación mediante detonadores hace que la placa de titanio golpee el sustrato a alta velocidad mediante ondas de choque de detonación.
- La presión ultraalta generada por el impacto rompe las películas de óxido y produce chorros de metal, logrando una unión metalúrgica a nivel atómico. Se forma una interfaz de unión ondulada para producir piezas en bruto compuestas de acero y titanio.
- El tratamiento térmico posterior, la nivelación, el mecanizado de precisión y la perforación convierten los espacios en bruto en placas tubulares compuestas de acero y titanio acabadas.

 

3.Ventajas principales

- Evita la formación de fases frágiles causadas por la soldadura por fusión entre titanio y acero.
- La resistencia al corte interfacial supera la de los metales base, brindando un excelente rendimiento antidelaminación y resistencia a los ciclos de temperatura.
- Permite la fabricación de placas de tubos gruesas y de gran diámetro para requisitos de intercambiadores de calor de gran tamaño.

 

 

1.Unión metalúrgica de alta resistencia de metales diferentes

Se logra una unión metalúrgica a nivel atómico entre el titanio y el acero al carbono/acero inoxidable, en lugar de una simple unión mecánica. Se realizan pruebas ultrasónicas (UT) de cobertura total para garantizar que la relación de unión cumpla con los estándares de recipientes a presión. La delaminación y el pelado rara vez ocurren bajo temperatura y presión alternas, lo que reduce los riesgos de fugas inducidas por la corrosión de la placa tubular.

 

2.Resistencia a la corrosión y rentabilidad equilibradas

Se adopta titanio de grado Gr1/Gr2/Gr12 para la capa de revestimiento para resistir medios fuertemente corrosivos como agua de mar, cloro húmedo, sales de clorato y ácidos diluidos. El sustrato de acero al carbono o acero inoxidable apto para recipientes a presión soporta cargas estructurales. En comparación con las placas tubulares totalmente de titanio, conserva el rendimiento anticorrosión y al mismo tiempo reduce sustancialmente los costos para lograr una relación costo-rendimiento superior.

 

3.Capaz de fabricar en gran tamaño con buena maquinabilidad

Se pueden fabricar placas tubulares compuestas gruesas y de gran diámetro. Las placas compuestas admiten taladrado y fresado CNC para adaptarse a orificios de tubos densos y a diversos diseños de orificios de intercambiadores de calor. Rara vez se producen grietas y delaminación interfacial durante el mecanizado, lo que satisface las especificaciones de fabricación de recipientes a presión.

 

4.Amplia adaptabilidad a las condiciones de trabajo y vida útil extendida del equipo

Adecuado para equipos de intercambio de calor en plantas de cloro álcali, instalaciones de desalinización de agua de mar y plataformas marinas, con buena resistencia a la corrosión por picaduras y grietas. En comparación con las estructuras con superficie de acero inoxidable y titanio, prolonga en gran medida la vida útil del equipo, reduce la frecuencia de paradas y mantenimiento y reduce los costos de operación y mantenimiento.

 

 

1.Alta sensibilidad a los parámetros del proceso

Las desviaciones en cualquier parámetro, incluida la formulación explosiva, la velocidad de detonación, la separación entre placas, el tratamiento de la superficie y el modo de iniciación, reducirán la tasa del producto terminado.
- Parámetros explosivos anormales: fisura de la placa, quemado de la capa de titanio o falta de adherencia local.
- Tratamiento superficial inadecuado: las manchas residuales de aceite y las incrustaciones de óxido provocan desuniones interfaciales locales.
- Temperatura de tratamiento térmico fuera de control: las altas temperaturas facilitan la generación de compuestos intermetálicos frágiles y degradan la resistencia interfacial; La temperatura de recocido debe controlarse estrictamente.

 

2.Procedimientos obligatorios de control de calidad para productos terminados

Para los espacios en blanco destinados a intercambiadores de calor de recipientes a presión, se debe completar un conjunto completo de inspecciones antes del procesamiento mecánico:
- Pruebas ultrasónicas para determinar el área adherida;
- ensayo de resistencia al corte mecánico;
- Análisis de interfaz metalográfica para confirmar la ausencia de zonas no adheridas y fases frágiles masivas.

 

 

1.Industria cloro-álcalina

enfriadores de cloro húmedo e intercambiadores de calor de salmuera. Resiste la corrosión por iones de cloruro y cloro, y sirve como equipo clave para la producción de cloro-álcali.

 

2.Desalación de agua de mar e ingeniería marina

Intercambiadores de calor y condensadores de agua de mar, que resisten la corrosión por iones de cloruro del agua de mar.

 

3.Industria petroquímica y química fina

Equipos de intercambio de calor para condiciones de trabajo con soluciones salinas y ácidos orgánicos.

 

4.Nuevas energías e hidrometalurgia

Equipos de intercambio de calor y refrigeración para medios corrosivos con alto contenido de sal.

 

5.Equipos auxiliares nucleares y de energía

Intercambiadores de calor de carcasa y tubos de gran tamaño para entornos severamente corrosivos.

 

 

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