鈦列管式換熱器是以鈦或鈦合金為管程/殼程材料的管殼式換熱設備，通過管束內外的流體熱交換實現能量傳遞。其核心設計特點是利用鈦的高耐蝕性和輕量化，適用于腐蝕性、高溫或高純度介質的熱交換場景。

一、性能特點

1、極端耐腐蝕性：

抗海水（Cl?濃度＞3.5%）、濕氯氣、有機酸（如醋酸、檸檬酸）腐蝕，壽命可達20年以上。

案例：某濱海電廠海水冷卻器（Gr2鈦管）使用15年，腐蝕速率＜0.01 mm/年。

2、輕量化與高效傳熱：

密度僅為不銹鋼的57%，相同換熱面積下重量降低40%。

導熱系數（21.9 W/m·K）雖低于銅，但通過減薄管壁（0.5~1.0 mm）提升效率。

3、溫度適應性：

工作溫度范圍 -196℃~300℃（純鈦），鈦合金（如Gr5）可擴展至450℃。

4、衛生性：

表面電解拋光（Ra≤0.4μm），符合FDA/ASME BPE標準，無微生物殘留風險。

二、執行標準

三、應用領域

1、海洋工程：

海水淡化多效蒸發器（MED）、海水冷卻系統。

2、化工行業：

氯堿工業濕氯氣冷卻器、醋酸濃縮換熱器。

3、制藥與食品：

注射用水（WFI）加熱/冷卻、高純度溶劑回收。

4、新能源：

鋰電池電解液冷卻器、熔鹽儲能系統換熱單元。

四、制造工藝

1、材料選擇：

Gr2（工業純鈦）：通用型管材，成本效益最優。

Gr7（Ti-0.2Pd）：用于還原性酸（如10%鹽酸）環境。

2、管束加工：

冷軋成型：鈦管壁厚控制精度±0.05 mm。

液壓脹管：管板孔與鈦管過盈配合，脹接壓力100~150 MPa。

3、焊接技術：

自動軌道TIG焊：管板與鈦管焊接，氬氣雙面保護（純度≥99.999%）。

激光焊：薄壁鈦管（＜0.5 mm）的高精度密封焊接。

4、表面處理：

酸洗鈍化：HF/HNO?混合液去除氧化層，生成均勻TiO?膜。

陽極氧化：提升表面硬度至HV 800（基材HV 200）。

五、與其他材質換熱器的對比

六、采購方法與注意事項

1、供應商篩選：

要求具備ASME U鋼印認證及ISO 9001質量管理體系，優先選擇有核電/海洋工程案例的廠商。

2、術協議要點：

明確介質成分（如Cl?/H?S濃度）、溫度/壓力曲線，要求提供腐蝕試驗報告（按ASTM G48標準）。

指定管材壁厚公差（±0.05 mm）、管板鉆孔精度（H7級）。

3、成本控制策略：

對非腐蝕側（如冷卻水）采用鈦-鋼復合板殼體，降低材料成本30%。

優化管束布局（三角形/正方形排列），減少鈦管用量10%~15%。

4、運輸與安裝：

鈦管束需單獨包裝，避免與碳鋼接觸導致鐵污染（Fe污染區需酸洗）。

安裝時使用鈦制工具拆裝法蘭，防止表面劃傷。

5、驗收標準：

氦質譜檢漏：管程與殼程間泄漏率≤1×10?? Pa·m3/s。

傳熱性能測試：實際傳熱系數不低于設計值的95%。

七、關鍵風險與應對

1、縫隙腐蝕：

風險點：管板與鈦管脹接處。

應對：采用爆炸脹接+密封焊雙重工藝，縫隙深度＜0.1 mm。

2、氫脆風險：

場景：陰極保護過度或介質含H?S。

應對：控制介質溫度≤80℃，氫含量監測（≤150 ppm）。

3、生物污染：

風險：海水側微生物附著。

應對：鈦管外壁設計納米抗菌涂層（如Ag-TiO?）。

鈦列管式換熱器是高腐蝕、高潔凈度場景的首選方案，其全生命周期成本優勢在Cl?環境中尤為顯著。采購時需重點關注：

材料純凈度（Fe/O含量控制）；

焊接工藝（氧化與氫脆防控）；

性價比平衡（復合結構應用）。

與不銹鋼、鎳基合金相比，鈦換熱器在海洋工程、制藥領域更具不可替代性；而與銅合金、碳鋼相比，其免維護特性可大幅降低長期運營成本。