Structurele vereisten voor volledig titanium containers

Een vat dat volledig uit titanium bestaat, betekent dat de hoofdonderdelen, zoals de schaal, kop en mondstukken, van titanium zijn gemaakt, terwijl de secundaire onderdelen mogelijk niet van titanium zijn gemaakt. Een lobflens en de verbindingsbouten kunnen bijvoorbeeld ook van koolstofstaal zijn gemaakt.

De minimale dikte van de schaal van het volledig titanium vat is 2 mm, wat voornamelijk wordt beschouwd als te voldoen aan de eisen van de dikte van het lasproces en geometrische tolerantie tijdens de fabricage, en om te voldoen aan de stijfheidseisen tijdens het fabricage-, transport- en hefproces. En bespaar titaniummateriaal, verlaag de kosten.

Ontwerp selectie principe

Omdat de mechanische sterkte van titaniummateriaal aanzienlijk afneemt wanneer de temperatuur hoger is dan of gelijk is aan 200 graden, en de elasticiteitsmodulus van titanium laag is, is het niet geschikt voor de toepassing van een volledig titaniumstructuur bij hoge temperaturen, hoge druk of medium druk en grote apparatuur.

De toegestane temperatuur van alle titanium drukvaten mag niet hoger zijn dan 250 graden. Er wordt aangenomen dat het economisch is om alle titaniumstructuren te kiezen voor kleine en middelgrote vaten met een druk van 0,5 MPa en een temperatuur van minder dan 150 graden. Wanneer de dikte groter is dan 13 mm, is het misschien niet economisch om puur titanium te gebruiken.

Structurele eis

Hoewel het structuurontwerp van een volledig titanium vat enigszins lijkt op dat van roestvrij staal, heeft het vanwege enkele speciale eigenschappen van het titaniummateriaal zelf zijn uniekheid in ontwerp en fabricage. Daarom moet bij het constructief ontwerp op de volgende punten worden gelet:

1) Bij het ontwerpen van de lasconstructie is het noodzakelijk om het lasgedeelte geschikt te maken voor de bediening van het waterstofbooglasapparaat en ervoor te zorgen dat het hele lasverbindingsgebied bij hoge temperatuur (boven 400 graden) effectief kan worden beschermd.

Titanium kan worden gecombineerd met bijna elk element in smelttoestand, dus speciale bescherming moet worden genomen bij lassen en hete werkprocessen. Om het doel van effectieve bescherming te bereiken, moet de structuurvorm van onderdelen eenvoudig zijn en moet de opening van het mondstuk op de schaal zo ver mogelijk loodrecht op de as van de schaal staan, zodat de productie van een beschermingsarmatuur handig is en het beschermingseffect is beter.

2) Vermijd strikt de lasstructuur van wederzijdse versmelting van staal en titanium. Omdat ijzer en andere metalen die in de titaniumlas zijn gesmolten, een harde en broze tussenliggende metaalverbinding zullen vormen, de lasplasticiteit aanzienlijk verminderen, kunnen naast explosief lassen en solderen titanium en staal niet worden gelast.

3) De speling op de stompe rand van de stompe lasverbinding moet geschikt zijn. De botte randspeling van stomplassen van een volledig titanium drukvat is kleiner dan die van staal, wat te wijten is aan het hoge smeltpunt, slechte thermische geleidbaarheid, lage warmtecapaciteit en hoge soortelijke weerstand van titanium en de hoge vloeibaarheid van lasbadmetaal .

4) Het ontwerp van titaniumvaten moet zorgen voor de continuïteit van de structuur en een soepele overgang van lasverbindingen, en spanningsconcentratie zoveel mogelijk vermijden.

5) Het buigen en flensen van titanium onderdelen moet een grotere buigradius aannemen (vergeleken met staal) en bij het uitzetten van buizen moet een kleinere uitzettingssnelheid worden gebruikt.

6) Industrieel puur titanium is in sommige media gemakkelijk om spleetcorrosie te veroorzaken. Bij het ontwerp en de behandeling van containers die in contact komen met deze media, moeten barsten en stilstaande gebieden zoveel mogelijk worden vermeden en moeten scheurcorrosiebestendige titaniumlegeringen (zoals een titaniumpalladiumlegering) of coating in de opening worden gebruikt.

7) Als bij het ontwerp en de behandeling van containers die in contact komen met geleidende corrosieve media wordt vastgesteld dat contact tussen titanium en andere metalen kan leiden tot galvanische corrosie, moeten structurele maatregelen worden genomen (zoals het gebruik van een derde materiaal als overgangslaag) of anodische bescherming. 8) Bij het ontwerp van apparatuur die vatbaar is voor corrosie, moet het debiet van het corrosieve medium lager zijn dan het kritische debiet en moet worden geprobeerd om plotselinge veranderingen in het debiet of de richting te vermijden; Of in de gemakkelijk te veroorzaken corrosie en erosie van het deel van de installatie van een beschermend schot.

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 is de dichtheid van het medium, kg/m3, V is de lineaire snelheid van de materiaalstroom, M /s), het materiaal moet worden geplaatst bij de ingang van de anti-impactplaat.

② Wanneer het corrosieve medium de apparatuur binnendringt langs de tangentiële richting, of de inlaatpijp naar de muur is gericht en de afstand daartussen minder is dan 2 keer de buitendiameter van de pijp, moet de beschermplaat worden geplaatst.