Конструктивні вимоги до суцільнотитанових контейнерів

Повністю титановий резервуар означає, що основні частини, такі як корпус, головка та сопла, виготовлені з титану, тоді як другорядні частини можуть бути не виготовлені з титану. Наприклад, лобовий фланець і його з'єднувальні болти також можуть бути виготовлені з вуглецевої сталі.

Мінімальна товщина корпусу повністю титанової ємності становить 2 мм, що в основному вважається відповідністю вимогам до товщини процесу зварювання та геометричного допуску під час виготовлення, а також вимогам до жорсткості в процесі виготовлення, транспортування та підйому. І збережіть титановий матеріал, зменшіть вартість.

Принцип вибору конструкції

Оскільки механічна міцність титанового матеріалу значно знижується, коли температура перевищує або дорівнює 200 градусам, а модуль пружності титану низький, він не підходить для застосування повністю титанової структури при високій температурі, високому тиску або середовищі. тиск і великогабаритне обладнання.

Допустима температура всіх титанових посудин під тиском не повинна перевищувати 250 градусів. Вважається, що економічно вибирати всі титанові конструкції для малих і середніх посудин з тиском 0,5 МПа і температурою нижче 150 градусів. Якщо товщина перевищує 13 мм, використання чистого титану може бути невигідним.

Структурні вимоги

Хоча конструкція повністю титанової ємності дещо схожа на конструкцію з нержавіючої сталі, завдяки деяким особливим властивостям самого титанового матеріалу, він має свою унікальність у дизайні та виробництві. Тому при проектуванні конструкції слід звернути увагу на наступні моменти:

1) Під час проектування зварювальної конструкції необхідно зробити зварювальну частину зручною для роботи інструменту для воднево-дугового зварювання та забезпечити ефективний захист усієї зони зварювального з’єднання при високій температурі (вище 400 градусів).

Титан може з'єднуватися практично з будь-яким елементом у розплавленому стані, тому в процесі зварювання та гарячої обробки необхідно вживати особливих заходів захисту. Щоб досягти мети ефективного захисту, форма конструкції деталей має бути простою, а отвір сопла на корпусі має бути максимально перпендикулярним до осі корпусу, щоб виробництво захисного пристосування було зручним і ефект захисту кращий.

2) Суворо уникайте зварювальної конструкції сталі та взаємного злиття титану. Оскільки залізо та інші метали, розплавлені в титановому шві, утворюють тверду та крихку проміжну металеву сполуку, що значно знижує пластичність шва, крім зварювання вибухом і пайки, титан і сталь не можна зварювати.

3) Зазор між тупими краями стикового зварювального з’єднання має бути відповідним. Зазор тупого краю стикового зварювального з’єднання повністю титанового резервуара під тиском менший, ніж у сталі, що пов’язано з високою температурою плавлення, поганою теплопровідністю, низькою теплоємністю та високим питомим опором титану та високою плинністю металу зварювальної ванни. .

4) Конструкція титанових посудин повинна забезпечувати безперервність структури та плавний перехід зварних з’єднань і, наскільки це можливо, уникати концентрації напруг.

5) Згинання та відбортовка титанових деталей має мати більший радіус згину (порівняно зі сталлю), а при розширенні труб слід використовувати меншу швидкість розширення.

6) Промисловий чистий титан легко спричинити корозію зазорів у деяких середовищах. При проектуванні та обробці контейнерів, які контактують із цими середовищами, слід уникати тріщин і застійних ділянок, наскільки це можливо, а в зазорі слід використовувати стійкі до тріщин корозійні сплави титану (такі як титановий паладієвий сплав) або покриття.

7) При проектуванні та обробці контейнерів, які контактують з провідними корозійними середовищами, якщо буде виявлено, що контакт між титаном та іншими металами може призвести до гальванічної корозії, необхідно вжити конструктивних заходів (наприклад, використовувати третій матеріал як перехідний шар) або анодний захист. 8) У конструкції обладнання, схильного до корозії, швидкість потоку корозійного середовища повинна бути нижчою за критичну швидкість потоку, і намагайтеся уникати різких змін швидкості або напрямку потоку; Або в частині установки захисної перегородки, яка легко викликає корозію та ерозію.

① When the medium has corrosion or abrasion and ρ V2 >740kg/(m·s2) or no corrosion or abrasion of the medium, but ρ V2 >2355 кг/(м·с2) (ρ – щільність середовища, кг/м3, V – лінійна швидкість потоку матеріалу, М/с), матеріал повинен бути встановлений на вході протиударної пластини.

② Коли корозійне середовище потрапляє в обладнання вздовж тангенціального напрямку або впускна труба звернена до стіни, а відстань між ними менше ніж у 2 рази більше зовнішнього діаметра труби, слід встановити захисну пластину.