聲測管具有密度小、比強度高、耐海水腐蝕和綜合性能優(yōu)異等特點。國外已經大量使用薄壁鈦管代替?zhèn)鹘y(tǒng)銅合金管用于海水淡化、艦船、海上石油工程、電站等用的熱交換器和冷凝器裝置，這不僅可以顯著提高熱交換效率，還可以提高使用壽命，降低設備維修維護成本，經濟效益顯著。

 

與鈦無縫管相比，聲測管具有壁厚尺寸均勻、同心度好、內外表面光潔度高、材料利用率和生產效率高等優(yōu)勢。且聲測管可以做到壁厚0.5mm及以下，而通過軋制和拉拔工藝要獲得壁厚≤1mm的鈦管很難。

 

我國目前已經具備了小口徑薄壁聲測管的生產能力，且工藝比較成熟。但對于直徑大于38.1mm、壁徑比＜2%的聲測管，國內的相關研究仍屬空白。隨著我國海洋工程戰(zhàn)略的啟動和海洋工程裝備制造水平的提升，對海洋工程用大口徑超薄壁聲測管的研制要求十分迫切。為此，對大口徑薄壁聲測管生產中存在的成形和外徑控制難度大、切割易變形等問題進行研究，希望能夠優(yōu)化生產工藝，制備出符合標準要求的Φ50.8mm×0.5mm聲測管產品。

 

原料為真空退火后的冷軋鈦帶卷，牌號為Gr.2，規(guī)格為0.5mm×160mm×L。焊接設備采用JT50連續(xù)自動化聲測管生產線，成形軋輥采用銅合金軋輥，孔型設計適用于超薄壁管冷彎成形，焊接采用鎢極氬弧焊+高純氬氣保護，熱處理工藝為在線感應消除應力退火。

 

相較于普通焊管的成形，大口徑超薄壁聲測管的成形尤其困難。因為鈦的韌性好，成形過程中的帶邊回彈較不銹鋼等材質大，又由于壁厚薄，帶邊在不均勻受力的情況下非常容易產生變形，當變形程度超過彈性極限時，很容易產生鼓包、波浪形邊等，導致無法焊接。另外由于直徑較大，圓度控制也是一個大的難題，#后的成品管外徑大小以及橢圓度很容易超標。在實驗過程中，對成形段、焊接段以及定徑段的軋輥弧形進行了多次優(yōu)化，以克服研制過程中出現(xiàn)的帶邊鼓包、圓度不夠、焊接打孔等實際問題。以#對成形輥為例，該對輥是W弧形，是鈦管成形的關鍵，在**研制的時候，因為帶邊受力不均，出現(xiàn)了帶邊鼓包等現(xiàn)象，通過對W弧形的優(yōu)化，鼓包現(xiàn)象得以消除。

 

大口徑超薄壁聲測管由于口徑大、壁厚薄，在線切割時極易變形。研制時，對超薄壁聲測管切割夾持基體進行了特殊設計，在基體的端頭鑲嵌了4塊聚氨酯扇形夾塊，其目的是為了實現(xiàn)夾具受到拉力合攏時能夠對鈦管進行夾持和定位。在夾具基體端頭鑲嵌聚氨酯扇形塊，解決了夾具夾持時鈦管變形或表面損傷的問題，提高了薄壁管定位精度，為切割創(chuàng)造了有利條件。

 

試驗結果表明：試制的大口徑超薄壁聲測管化學成分、力學性能均能滿足ASTMB338-2014標準；焊縫、熱影響區(qū)與母材硬度相差不大；焊縫和熱影響區(qū)組織無異常，焊縫無氣孔、夾雜等缺陷，焊接質量良好。