一种微孔钛合金管材的清洗方法及系统与流程

1.本发明属于钛合金管材清洗技术领域，尤其涉及一种微孔钛合金管材的清洗方法及系统。


背景技术：

2.钛合金管是利用钛合金制作的管子，具有较高的力学性能、优良的冲压性能，并可进行各种形式的焊接，焊接接头强度可达基体金属强度的90％，且切削加工性能良好。钛管对氯化物、硫化物和氨具有较高的耐蚀性能。钛在海水中的耐蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金还高。钛耐水冲击性能也较强。
3.钛合金管材在生产加工过程中或成品出厂前，一般均需要经过表面酸洗，酸洗工序通常安排在中间热处理(或称退火)前后。其中，热处理前酸洗的主要目的是去除加工过程中产生的氧化层，同时起到除油的作用；热处理后酸洗，主要用以去除热处理阶段生成的氧化层，避免氧化夹杂存在于后续加工当中影响管材性能。而成品酸洗一般为光亮酸洗，目的在于提高管材的表面质量。
4.微孔钛合金管材一般指的是内径小于等于2mm的管材，常规的钛合金管材表面张力作用影响微小，酸液可以顺利在管材内流动，实现酸洗过程。但微孔钛合金管材(指的是管材内径小于2mm)液体表面张力作用明显增强，酸液很难在管内流动，甚至无法流入管材内孔，导致酸洗效果差。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种微孔钛合金管材的清洗方法及系统，使清洗酸液可以顺利进入微孔钛合金管材并流动，提升酸洗效果。
6.本发明采用以下技术方案：一种微孔钛合金管材的清洗方法，包括以下步骤：
7.将待酸洗的微孔钛合金管材固定在酸洗容器中；其中，微孔钛合金管材上下倾斜设置；
8.将酸洗液加入到酸洗容器中，直至酸洗液的液面高于微孔钛合金管材的顶端；
9.使酸洗液产生振动，直至完成微孔钛合金的酸洗；
10.将酸洗液从酸洗容器中排出，并向酸洗容器中放入清水，对微孔钛合金管材进行水洗并空干，得到清洗后的微孔钛合金管材。
11.进一步地，使酸洗液产生振动包括：
12.通过酸洗容器上安装的超声波装置使酸洗液产生振动。
13.进一步地，微孔钛合金管材的倾斜角度为15～30
°
。
14.进一步地，对微孔钛合金管材进行水洗并空干包括：
15.使清水产生振动，以对微孔钛合金管材的内孔进行清洗；
16.将清水从酸洗容器中排出；
17.将吹气管朝向微孔钛合金管材的内孔端口处，对微孔钛合金管材的内孔吹入空
气，直至微孔钛合金管材的内孔内没有残留的清水。
18.进一步地，将待酸洗的微孔钛合金管材固定在酸洗容器中包括：
19.将微孔钛合金管材固定在固定工装上；
20.将固定工装安装在酸洗容器中。
21.进一步地，水洗时间为5～10s。
22.进一步地，对微孔钛合金管材的内孔吹入空气的时间为15～30min。
23.进一步地，微孔钛合金管材的内径为0.8～2mm。
24.本发明的另一个技术方案：一种微孔钛合金管材的清洗系统，包括清洗槽，清洗槽上安装有超声波振动装置，超声波振动装置用于对清洗槽内的清洗液作用，以使清洗液产生振动；
25.清洗槽内安装有微孔钛合金管材的固定工装，固定工装用于固定待清洗的微孔钛合金管材，使微孔钛合金管材在清洗槽内上下倾斜放置；
26.清洗槽还分别连接有用于放入/排出清水的清水管道和用于放入/排出酸洗液的酸液管道。
27.进一步地，还包括吹气管，吹气管朝向清洗槽内的微孔钛合金管材的一端，以向微孔钛合金管材的内孔中吹气，实现微孔钛合金管材的空干。
28.本发明的有益效果是：本发明通过将微孔钛合金管材上下倾斜的放置在清洗槽内，并使清洗液产生振动，在振动力的作用下，清洗液会产生紊流，进而通过微孔钛合金管材上端的开口渗入内孔，再结合清洗液本身的自重作用，使清洗液从上端开口流向下端开口，从而实现微孔钛合金管的清洗，提升酸洗效果。
附图说明
29.图1为本发明一种微孔钛合金管材的清洗方法的流程图；
30.图2为本发明实施例中清洗液在没有振动或有振动的作用下的流动方向示意图；
31.图3为本发明一种微孔钛合金管材的清洗系统的结构示意图。
32.其中：1.吹气管；2.清洗槽；3.超声波振动装置；4.第一离心泵；5.第二离心泵；6.混酸槽；7.清水槽。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
34.对于微孔钛合金管材，也就是内径在2mm及以下的管材，在酸洗过程中当酸液与管材内部气体相接触时，会形成一个表面层，处于液体表面层中的分子比液体内部稀疏，所以它们受到指向液体内部的力的作用，使得液体表面具有收缩趋势；同时，受到液体分子间内精力的影响，使得液面自动收缩，从而使酸液尽可能地缩小它的表面面积，不流入钛合金管材内孔，从而使得酸洗无法实现或者酸洗效果差。
35.本发明公开了一种微孔钛合金管材的清洗方法，如图1所示，包括以下步骤：
36.将待酸洗的微孔钛合金管材固定在酸洗容器中；其中，微孔钛合金管材上下倾斜设置；将酸洗液加入到酸洗容器中，直至酸洗液的液面高于微孔钛合金管材的顶端；使酸洗液产生振动，直至完成微孔钛合金的酸洗；将酸洗液从酸洗容器中排出，并向酸洗容器中放
入清水，对微孔钛合金管材进行水洗并空干，得到清洗后的微孔钛合金管材。
37.本发明通过将微孔钛合金管材上下倾斜的放置在清洗槽内，并使清洗液产生振动，在振动力的作用下，清洗液会产生紊流，进而通过微孔钛合金管材上端的开口渗入内孔，再结合清洗液本身的自重作用，使清洗液从上端开口流向下端开口，从而实现微孔钛合金管的清洗，提升酸洗效果。
38.具体的，在本发明实施例中通过酸洗容器上安装的超声波装置使酸洗液产生振动。当然，也可以是增加震动泵等，可以根据实际需求进行调节。
39.在本发明实施例中，为了进一步提升酸洗液进入内孔的几率，微孔钛合金管材的倾斜角度为15～30
°
。
40.作为具体的一种实现方式，对微孔钛合金管材进行水洗并空干包括：
41.使清水产生振动，以对微孔钛合金管材的内孔进行清洗；将清水从酸洗容器中排出；将吹气管朝向微孔钛合金管材的内孔端口处，对微孔钛合金管材的内孔吹入空气，直至微孔钛合金管材的内孔内没有残留的清水。通过使用吹风管进行空干，可以加快酸洗进度，缩短工序的时间。
42.由于常规的酸洗槽底面均为平面，所以，将待酸洗的微孔钛合金管材固定在酸洗容器中包括：将微孔钛合金管材固定在固定工装上；将固定工装安装在酸洗容器中。通过固定工装对微孔钛合金管进行固定安装，避免了对酸洗槽进行改造，减少了改造成本。
43.具体的，水洗时间为5～10s。对微孔钛合金管材的内孔吹入空气的时间为15～30min。而且，对于本发明提出的微孔钛合金管材来讲，具体指的是内径为0.8～2mm的微孔钛合金管材。
44.本发明设计新颖合理、投入成本低、酸洗步骤简单且实现方便、酸洗效果好、能简便实现内径为0.8～2.0mm微孔钛合金管材内孔的清洗过程，同时能实现一次同时对多支微孔钛合金管材的内孔进行清洗的清洗过程。
45.本发明将待清洗管材固定在一定斜度(15～30
°
)的工装上，通过重力和超声波的作用下，迫使酸液进入微孔钛合金管的内孔，完成酸洗过程。具体而言，给定工装的斜度，在重力的作用下使酸液能从管材高的一端流向低的一端，此外，如图2所示，超声使得酸洗液从管材高的一端流向低的一端时，在钛合金内孔的流动方式由层流转变为紊流，也就是重力和超声波的作用使得酸洗液进入微孔钛合金管材内孔，达到酸洗的目的。酸洗完成后，转换泵利用水对管材进行内外表面的清理，清洗时间为5～10s。水洗后，利用气体对钛合金管材内孔进行吹气处理，直至钛合金管材的内孔吹干为止，吹气时间为15～30min，最终得到经过清洗的钛合金管材。
46.本发明还公开了一种微孔钛合金管材的清洗系统，如图3所示，包括清洗槽2，清洗槽2上安装有超声波振动装置3，超声波振动装置3用于对清洗槽2内的清洗液作用，以使清洗液产生振动；清洗槽2内安装有微孔钛合金管材的固定工装，固定工装用于固定待清洗的微孔钛合金管材，使微孔钛合金管材在清洗槽2内上下倾斜放置；清洗槽2还分别连接有用于放入/排出清水的清水管道和用于放入/排出酸洗液的酸液管道。
47.通过该系统可以实现微孔钛合金管材的酸洗。本系统设计合理，结构简单、加工制作简便且投入成本低，只需将微孔钛合金管材固定在一定倾斜角度的工装上(15～30
°
)，浸没在超声波清洗箱中，通过重力的作用以及酸洗液的自流动，迫使酸洗液进入微孔钛合金
管材内部，完成酸洗过程，酸洗过程中，工装起到固定作用，超声使得酸洗液流动过程中在钛合金内孔的流动方式由层流转变为紊流。
48.对于本实施例的清洗槽，具体为方形容器，一次可以通纳多根微孔钛合金管材，微孔钛合金管材的规格可以为内径0.8～2.0mm、外径4.0～20.0mm，长1.5～3.0m。
49.在本实施例中，还包括吹气管1，吹气管1朝向清洗槽2内的微孔钛合金管材的一端，以向微孔钛合金管材的内孔中吹气，实现微孔钛合金管材的空干。
50.另外，清洗槽2的底部还依次通过清洗管道、第二离心泵5连接至清水槽7，以及依次通过酸液管道、第一离心泵4连接至配酸槽6，这样可以方便对清洗液的调配。另外，清洗槽2还可以连接有排水管和排酸管，通过单独设计的排水管和排酸管对清洗液进行回收利用，可以降低生产成本，还可以方便后期对系统的维修。