鈦合金法蘭三化工作現狀及發展建議

                                                1、引言

                                                高新技術的飛速發展及其在裝備中的廣泛使用,一方面使裝備越來越先進,另一方面需要的投入也越來越高,高技術要求與經濟承受能力之間存在的矛盾是當今世界各國在發展裝備中遇到的普遍性問題,為解決裝備開發投資大、周期長、不便于使用維護、不易形成規模生產等諸多困難,需要提高產品“三化”水平、增強裝備的標準化通用化程度。

                                                2、鈦合金法蘭產品現狀

                                                法蘭是管路系統中的一種可拆式連接件,同時又是一種承壓件和密封件,起著連接管子和管子、管子和設備的作用。船用法蘭是船舶管路系統應用最為廣泛的一種重要連接件,據統計,一艘7.4萬噸級的散貨船大約需要法蘭26000個,一艘11萬噸級的油船大約需要法蘭32500個。鈦合金法蘭是鈦合金產品體系和標準體系的重要一環,尚屬新研發產品,具有重量輕,防腐性能良好、無磁性、高溫和低溫韌性好等特點,將廣泛用于船舶海水管路系統。目前,鈦合金法蘭產品類型包括:對焊法蘭、異徑搭焊法蘭和盲板法蘭等,公稱尺寸從DN20至DN200,選用的鈦合金材料牌號為TA2和TA10。提升鈦合金法蘭產品的三化水平,不僅可保證產品質量和性能,還可降低研制成本,同時能夠促使更多的配套生產廠家加入產品研制行列,促進競爭,提高我國鈦合金法蘭產品的整體制造技術水平。

                                                3、鈦合金法蘭“三化”工作現狀

                                                為解決鈦合金法蘭類型多、尺寸規格、密封型式、材料選型復雜、互換性較差、制造周期長、生產成本高等問題,鈦合金法蘭在標準化、通用化工作方面開展大量研究工作,根據產品三化要求,編制統一標準,統一了鈦合金法蘭主要參數與產品樣式,當前產品具有一定的通用化、系列化水平,基本滿足相關單位的設計選型。

                                                提升產品通用化水平,保障產品互換性

                                                在產品標準化、通用化方面,認真研究相關法蘭標準及其配套標準的基礎上,對產品尺寸、重量、材料、連接形式、強度等方面提出統一要求,產品具有一定的通用化水平,能夠實現批量生產,提高質量,保證維修性和互換性。在設計和生產過程中,執行的主要標準如下:

                                                GB/T 228.1金屬材料拉伸試驗第一部分:室溫試驗方法

                                                GB/T 1184-1996形狀和位置公差未注公差值

                                                GB/T 1804-2000一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差

                                                GB/T 1958產品幾何量技術(GPS)形狀和位置公差檢測與驗證

                                                GB/T 3032船用閥門及管路附件的標志

                                                GB/T 3620.1-2016鈦及鈦合金牌號和化學成分

                                                GB/T 5193-2007鈦及鈦合金加工產品超聲波探傷方法

                                                GB/T 8180鈦及鈦合金加工產品的包裝、標志、運輸和貯存

                                                CB/T 4196-2011船用法蘭連接尺寸和密封面

                                                NB/T 47013.5-2015承壓設備無損檢測第5部分:滲透檢測

                                                設計中明確各類型法蘭系列,減少種類品種

                                                在系列化方面,鈦合金法蘭產品系列化程度較高,按產品類型,分為對焊法蘭、異徑搭焊法蘭和盲板法蘭,每個類型下,又根據公稱尺寸、管子外徑、內徑、外徑、螺栓孔中心圓直徑、密封面外徑等尺寸,以及理論重量分為不同的系列。按法蘭口徑分:從DN20至DN200的產品均已研制完成,可滿足各方選型要求,目前已形成選型手冊。

                                                開展產品模塊化設計,滿足多樣化使用需求

                                                在組合化方面,根據船用鈦合金法蘭研制需求,開展了產品組合化設計和組合制造,按法蘭的結構及管子的連接方式分:有對焊法蘭、異徑搭焊法蘭和盲板法蘭等,滿足不同接口使用要求。

                                                4、鈦合金法蘭“三化”發展建議

                                                目前,鈦合金法蘭由于成本高等原因還沒有大范圍應用,在產品工作壓力、法蘭類型、公稱尺寸、材料等開展了三化設計,在鈦合金法蘭本身設計、制作過程中深入貫徹了通用化、系列化、組合化要求,但在實際配套過程中,由于船舶總體設計方面的考慮,法蘭外形尺寸、安裝方式等還是有明顯的區別,制約了裝備建造、使用、維護的效率。建議進一步縮減現有鈦合金法蘭尺寸規格,優化總體設計階段對產品預留尺寸和安裝方式,盡可能實現規范統一。同時,將三化工作作為設計工作考核的指標,盡量將同一類產品通用化和系列化,減少特型產品數量,將三化工作列為新研產品的考核指標,從產品的研發源頭抓起。此外,考慮到鈦合金與異種金屬法蘭連接的電化腐蝕問題及實際應用現狀,建議對鈦合金電絕緣法蘭方面的標準進行補充和完善,對鈦合金法蘭的材料選型進一步豐富。

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