钛制设备制造同钢铁等金属材料设备制造一样，一般有三种工艺方法：

①成形法（备料→成形→机加→焊接）。

②铸造法。

③粉末冶金。

成形法可制备大型的、任意复杂程度的钛设备，是最主要的工艺方法。铸造法和粉末冶金法适于尺寸较小，形状不十分复杂的设备和零部件，但具有工艺流程短，大批生产时成本较低的特点。大型钛制设备一般都需要经过压力成形、机械加工、焊接、表面处理等工序，钛泵、钛阀门钛叶轮等小型单体设备常采用铸造法生产。钛过滤器等具有特殊功能的产品则考虑采用粉末冶金法。

一、环境与条件

（一）环境

钛制设备常用于耐蚀场合，表面不得有铁锈、铁屑等物的污染，表面的铁污染会与钛在液相电介质中产生电偶腐蚀，同时还会因阴极析氢而使钛基体溶入过量的氢而发生氢脆。因此要求钛制压力容器具有独立的制造车间和场地。

钛制设备制造场地应铺设橡胶或其他软质材料，避免直接接触钢制托架和钢丝绳，不采用钢质垫板。设备不得用钢锤敲击，不许穿带钉的鞋子踩踏。不得在工件的有用部位打样冲眼，不宜在接触腐蚀介质的使用表面划线。

钛材料表面，尤其是焊接坡口区域，不应有油污、水分、有机物等，以免焊接时以氢碳等形式进人焊缝中，影响焊缝质量。制造场所尤其是焊接场地应保持清洁、无尘、无烟。

焊条、焊丝与其他焊接材料的储存应保持干燥，相对湿度不大于60%。

当施焊环境出现下列任一种情况，且无有效措施时，禁止施焊：焊条电弧焊和埋弧焊时风速大于10m/s；气体保护焊时风速大于1.5m/s；相对湿度大于80%时；焊件温度低5℃时；雨雪环境。

钛的切屑应单独存放，避免接触明火产生燃烧。

（二）资质

钛制压力容器的制造单位应持有相应的压力容器制造许可证，应具有符合国家特种设安全监督管理部门有关法规要求的质量体系或质量保证体系。

钛制容器的焊接应由持有特种设备安全监督管理部门颁发的相应类别焊工合格证的人员担任。焊工考试的组织、监督、发证和持证焊工的管理等按《锅炉容器压力管道焊工考试与管理规则》及JB/T 4745-2002的相关规定。

钛制设备容器的无损检测应由持有特种设备安全监督管理部门颁发的相应方法无损检测人员资格证书的人员担任。钛焊接接头的无损检测以射线检测为主，且不采用磁性法检测

（三）焊接评定与试验

钛制设备制造均应进行相应的焊工考试、焊接工艺评定以及产品焊接接头的力学性能试验等，大部分的评定方法均与钢制压力容器相同或相似。

钛压力容器的焊接评定与检验按JB/T4745-2002《钛制焊接容器》标准进行。

（二）加热条件

钛材料的坯料或制件的锻造、热成形、热处理等加热过程中不易采用焦炭炉或煤加热炉，以免表面受到污染，过分氧化以及温度不均匀。一般宜采用电热炉、煤气炉或感应炉，炉内气氛应为中性或弱氧化性，宁可有弱氧化性使表面产生轻徽氧化，必要时可采用施清除表面氧化层，也不可使炉内气氛为还原性。

二、备料

（一）划线

划线是钛制设备制造中的第一道工序，直接决定钛制零件成形后的尺寸和几何形状。划线的目的就是划出板料切割和加工的边界线，它对以后的组对与焊接工序都会产生很大的影响。

划线包括划下料线、加工线、各种位置线及检验线等，并打上必要的标志。

划下料线时，应留适当加工余量和切割间隙，注意合理排料，提高材料利用率，并考虑材料的轧制方向。另外由于钛材高度化学活性与特殊的物理力学性能，在各道加工工序中必须防止铁离子污染，因此划线过程中应注意以下几点：

（1）对于钛复合板，划线应在基板上进行，禁止在钛板上打样冲眼。

（2）在钛材上划线应尽量用金属铅笔。

（3）在以后的加工工序中能去除的部位才允许打样冲眼。

划线方法 钛设备加工工序划线主要采用实样法，即直接在原材料上或半成品上按样板或1:1放样划线。

（二）下料

钛材下料可以用剪切、冲压、割切（气割、水割或等离子割等）或切削等方法下料。对于管材、棒材可采用锯床、切管机、砂轮切割机等机械方法切割。钛材边缘加工必须采用机械切削的方法；用割切的方法下料时，要避免火花飞溅到钛的表面，同时考虑用机械方法除去割切后的污染部分；对于钛复合材，机械切割时基层应朝下，防止复层被损伤。对于基层厚度大于40mm的复合板，切割时最好在钛复层一侧用批铲先挑出一条沟槽，然后由钛复层往基层方向切割。割切复合板时，复层朝上或朝下均可，但朝上注意保护钛表面不被割切料渣飞溅划滑。

（1）剪切下料

钛及钛合金在采用剪切下料时，必须注意钛材表面保护防止损伤。厚度在3.5mm以上的板材剪切时，要求剪床必须具有较大的夹持力。常用的机械剪切下料多采用龙门剪板机与圆盘剪。而以龙门剪板机的应用最为广泛，通常只能剪切直线，有的还能一次剪切出坡口，剪切长度受到机床跨距的限制最大剪切长度可达3500mm，厚度为32mm。剪切易产生扭曲变形，当所剪板是厚而窄的板条时，扭曲变形特别显著，所以剪切之后应该校平板条。

（2）冲压落料

钛设备零件采用冲压落料的大多为塔内件，如泡罩、浮阀、山形螺栓板、异形垫片等，即在冲床上安装由上下冲模组成的冲裁模具，板料送入模具后经定位-预压-冲裁下料-卸料四工步一次完成。经落料的毛坯即为半球体的圆形毛坯，冲压落料大多用在批量（多达数万件）生产中，因为冲压模具费用较高，小批量零件很少采用。

（3）火焰切割

火焰切割通常称为气割，它是利用可燃气体与氧气混合产生的火焰流(通常称为预热火焰），将被切制的金属加热到其燃烧温度，然后喷射高速氧流，使割缝处被加热到燃点发生剧烈燃烧，并吹除掉燃烧后产生的氧化物，从而把金属分割开来。可燃气体与氧气的混合以及切割的喷射都是依靠割炬来完成的。火焰切制的主要特点是：设备简单、生产率高、成本低，对切割厚度较厚或形状较复杂的零件的坯料特别适用。

火焰切割的技术发展很快，光电跟踪自动气割技术、数控气割技术等各种高速气割工艺都已开始广泛采用。这不仅提高了气割工作的生产率和切割质量，而且降低了成本

（4）高压水切割

水切割是利用超高压技术把普通的自来水加压到380MPa（55.000pSi）压力或更高，然后再通过内孔直径约为0.01~0.04mm的细小喷嘴喷射形成速度约为800~1000m/s（约为音速的三倍）的高速射流，该射流可用来切割软基性材料。如果再在射流中加入适量的砂料则几乎可以用来切割所有的材料。全套水切割设备由高压主机、切割头和供砂系统、切割机台及控制系统四大部分组成。高压水切割的主要特点是：切割间隙和氧化区小，切割面平整，可节约钛材。切割厚度可达200mm以上。

（5）锯切

厚度在3.2mm以上的钛板常采用锯切。钛及钛合金锯切，有圆盘锯、弓形锯以及带锯等之分，锯钛应采用低的表面速度和连续强制进料。锯切不会产生边缘裂纹，但有毛刺，须在下料后打磨掉。锯切钛用的带锯机应具有一定的刚性，并有足够功率，以维持锯切时有恒定的速度，并能自动进给。为了提高锯切效率及延长锯的寿命，在切割前最好使用砂轮或车削等方法去除材料的表面硬化层。

（6）砂轮切断

砂轮切割适用于切削表面要求不高的情况，常用于棒材、小直径管件等，切割方法有直切式和往复式两种。

（7）阳极-机械切割

大直径的棒材一般采用阳极-机械切割法。这种方法采用的刀具是电极（阳极），金属刀具厚1~4mm，常用电解液为水玻璃溶液。切割时的电参数取决于被切金属的性质和被切工件件的截面积。

（8）切管机切断

钛及钛合金管材切断，为了防止砂轮片切割时脱落的砂轮灰污染管材内表面，往往彩切管机进行切断，切管机是用车刀进行切断的。