Δομικές απαιτήσεις για δοχεία από τιτάνιο

Ένα δοχείο από τιτάνιο σημαίνει ότι τα κύρια μέρη, όπως το κέλυφος, η κεφαλή και τα ακροφύσια, είναι κατασκευασμένα από τιτάνιο, ενώ τα δευτερεύοντα μέρη μπορεί να μην είναι από τιτάνιο. Για παράδειγμα, μια φλάντζα με λοβό και τα μπουλόνια σύνδεσης μπορεί επίσης να είναι κατασκευασμένα από ανθρακούχο χάλυβα.

Το ελάχιστο πάχος του κελύφους του δοχείου από τιτάνιο είναι 2mm, το οποίο θεωρείται κυρίως ότι πληροί τις απαιτήσεις του πάχους της διαδικασίας συγκόλλησης και της γεωμετρικής ανοχής κατά την κατασκευή και ότι πληροί τις απαιτήσεις ακαμψίας στη διαδικασία κατασκευής, μεταφοράς και ανύψωσης. Και εξοικονομήστε υλικό τιτανίου, μειώστε το κόστος.

Αρχή επιλογής σχεδίου

Επειδή η μηχανική αντοχή του υλικού τιτανίου μειώνεται σημαντικά όταν η θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη ή ίση με 200 μοίρες και ο συντελεστής ελαστικότητας του τιτανίου είναι χαμηλός, δεν είναι κατάλληλο για την εφαρμογή της δομής από τιτάνιο σε υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση ή μέσο πίεση και μεγάλο εξοπλισμό.

Η επιτρεπόμενη θερμοκρασία όλων των δοχείων πίεσης τιτανίου δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 250 βαθμούς . Θεωρείται ότι είναι οικονομική η επιλογή όλης της δομής τιτανίου για μικρού και μεσαίου μεγέθους δοχεία με πίεση 0,5MPa και θερμοκρασία κάτω από 150 βαθμούς. Όταν το πάχος είναι μεγαλύτερο από 13 mm, μπορεί να μην είναι οικονομικό να χρησιμοποιείτε καθαρό τιτάνιο.

Δομική απαίτηση

Αν και ο σχεδιασμός της δομής ενός δοχείου από τιτάνιο είναι κάπως παρόμοιος με αυτόν του ανοξείδωτου χάλυβα, λόγω ορισμένων ειδικών ιδιοτήτων του ίδιου του υλικού τιτανίου, έχει τη μοναδικότητά του στο σχεδιασμό και την κατασκευή. Ως εκ τούτου, κατά τον δομικό σχεδιασμό πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα σημεία:

1) Κατά το σχεδιασμό της δομής συγκόλλησης, είναι απαραίτητο να κάνετε το τμήμα συγκόλλησης βολικό για τη λειτουργία του εργαλείου συγκόλλησης τόξου HYDROGEN και να διασφαλίσετε ότι όλη η περιοχή της ένωσης συγκόλλησης σε υψηλή θερμοκρασία (πάνω από 400 μοίρες) μπορεί να προστατευθεί αποτελεσματικά.

Το τιτάνιο μπορεί να συνδυαστεί με σχεδόν οποιοδήποτε στοιχείο σε κατάσταση τήξης, επομένως πρέπει να λαμβάνεται ειδική προστασία στη διαδικασία συγκόλλησης και θερμής εργασίας. Προκειμένου να επιτευχθεί ο σκοπός της αποτελεσματικής προστασίας, το σχήμα της δομής των εξαρτημάτων θα πρέπει να είναι απλό και το άνοιγμα του ακροφυσίου στο κέλυφος πρέπει να είναι κάθετο στον άξονα του κελύφους όσο το δυνατόν περισσότερο, έτσι ώστε η παραγωγή του προστατευτικού εξαρτήματος να είναι βολική και το αποτέλεσμα προστασίας είναι καλύτερο.

2) Αποφύγετε αυστηρά τη δομή συγκόλλησης της αμοιβαίας σύντηξης χάλυβα και τιτανίου. Επειδή ο σίδηρος και άλλα μέταλλα που λιώνουν στη συγκόλληση τιτανίου θα σχηματίσουν μια σκληρή και εύθραυστη ενδιάμεση μεταλλική ένωση, μειώνουν σημαντικά την πλαστικότητα της συγκόλλησης, εκτός από την εκρηκτική συγκόλληση και τη συγκόλληση, το τιτάνιο και ο χάλυβας δεν μπορούν να συγκολληθούν.

3) Θα πρέπει να είναι κατάλληλο το διάκενο αμβλείας ακμής της άκρας συγκόλλησης. Το διάκενο αμβλείας ακμής της ένωσης συγκόλλησης από άκρη σε άκρη του δοχείου υπό πίεση πλήρως τιτανίου είναι μικρότερο από αυτό του χάλυβα, το οποίο οφείλεται στο υψηλό σημείο τήξης, την κακή θερμική αγωγιμότητα, τη χαμηλή θερμική ικανότητα και την υψηλή ειδική αντίσταση του τιτανίου και την υψηλή ρευστότητα του μετάλλου της πισίνας συγκόλλησης .

4) Ο σχεδιασμός των δοχείων τιτανίου θα πρέπει να διασφαλίζει τη συνέχεια της δομής και την ομαλή μετάβαση των συγκολλημένων αρμών και να αποφεύγει τη συγκέντρωση τάσεων όσο το δυνατόν περισσότερο.

5) Η κάμψη και η φλάντζα των τμημάτων τιτανίου θα πρέπει να υιοθετούν μεγαλύτερη ακτίνα κάμψης (σε σύγκριση με τον χάλυβα) και κατά την επέκταση των σωλήνων, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μικρότερος ρυθμός διαστολής.

6) Το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο είναι εύκολο να παραχθεί διάβρωση με διάκενο σε ορισμένα μέσα. Κατά το σχεδιασμό και την επεξεργασία των δοχείων που έρχονται σε επαφή με αυτά τα μέσα, οι ρωγμές και οι στάσιμες περιοχές θα πρέπει να αποφεύγονται όσο το δυνατόν περισσότερο και στο διάκενο πρέπει να χρησιμοποιούνται κράματα τιτανίου ανθεκτικά στη διάβρωση (όπως κράμα τιτανίου παλλαδίου) ή επικάλυψη.

7) Κατά το σχεδιασμό και την επεξεργασία δοχείων που έρχονται σε επαφή με αγώγιμα διαβρωτικά μέσα, εάν διαπιστωθεί ότι η επαφή μεταξύ τιτανίου και άλλων μετάλλων μπορεί να οδηγήσει σε γαλβανική διάβρωση, θα πρέπει να ληφθούν δομικά μέτρα (όπως η χρήση τρίτου υλικού ως μεταβατικής στρώσης) ή ανοδική προστασία. 8) Στο σχεδιασμό εξοπλισμού επιρρεπούς στη διάβρωση, ο ρυθμός ροής του διαβρωτικού μέσου πρέπει να είναι χαμηλότερος από τον κρίσιμο ρυθμό ροής και να προσπαθήσετε να αποφύγετε ξαφνικές αλλαγές στον ρυθμό ροής ή την κατεύθυνση. Ή στο εύκολο να παραχθεί διάβρωση και διάβρωση του τμήματος της εγκατάστασης του προστατευτικού διαφράγματος.

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 >2355kg/(m·s2) (ρ είναι η πυκνότητα του μέσου, kg/m3, V είναι η γραμμική ταχύτητα ροής υλικού, M/s), το υλικό πρέπει να ρυθμιστεί στην είσοδο της πλάκας κατά της πρόσκρουσης.

② Όταν το διαβρωτικό μέσο εισέρχεται στον εξοπλισμό κατά μήκος της εφαπτομενικής κατεύθυνσης ή ο σωλήνας εισόδου είναι στραμμένος προς τον τοίχο και η απόσταση μεταξύ τους είναι μικρότερη από 2 φορές την εξωτερική διάμετρο του σωλήνα, η πλάκα προστασίας πρέπει να ρυθμιστεί.