Requisiti strutturali per contenitori interamente in titanio

Un recipiente interamente in titanio significa che le parti principali, come il guscio, la testa e gli ugelli, sono in titanio, mentre le parti secondarie potrebbero non essere in titanio. Ad esempio, anche una flangia lob e i suoi bulloni di collegamento possono essere realizzati in acciaio al carbonio.

Lo spessore minimo del guscio del recipiente interamente in titanio è di 2 mm, considerato principalmente per soddisfare i requisiti di spessore del processo di saldatura e tolleranza geometrica durante la produzione e per soddisfare i requisiti di rigidità nel processo di produzione, trasporto e sollevamento. E risparmia materiale in titanio, riduci i costi.

Principio di selezione del progetto

Poiché la resistenza meccanica del materiale in titanio diminuisce significativamente quando la temperatura è maggiore o uguale a 200 gradi e il modulo elastico del titanio è basso, non è adatto per l'applicazione di strutture interamente in titanio ad alta temperatura, alta pressione o media pressione e attrezzature di grandi dimensioni.

La temperatura consentita di tutti i recipienti a pressione in titanio non deve superare i 250 gradi. Si ritiene che sia economico scegliere tutta la struttura in titanio per recipienti di piccole e medie dimensioni con pressione di 0,5 MPa e temperatura inferiore a 150 gradi. Quando lo spessore è superiore a 13 mm, potrebbe non essere economico utilizzare il titanio puro.

Requisito strutturale

Sebbene il design della struttura della nave interamente in titanio sia in qualche modo simile a quello dell'acciaio inossidabile, a causa di alcune proprietà speciali del materiale in titanio stesso, ha la sua unicità nel design e nella produzione. Pertanto, i seguenti punti dovrebbero essere prestati attenzione nella progettazione strutturale:

1) Quando si progetta la struttura di saldatura, è necessario rendere la parte di saldatura conveniente per il funzionamento dello strumento di saldatura ad arco IDROGENO e garantire che tutta l'area del giunto di saldatura ad alta temperatura (superiore a 400 gradi) possa essere efficacemente protetta.

Il titanio può combinarsi con quasi tutti gli elementi allo stato di fusione, quindi è necessario adottare una protezione speciale durante la saldatura e il processo di lavorazione a caldo. Per raggiungere lo scopo di una protezione efficace, la forma della struttura delle parti dovrebbe essere semplice e l'apertura dell'ugello sul guscio dovrebbe essere perpendicolare all'asse del guscio il più possibile, in modo che la produzione del dispositivo di protezione sia conveniente e l'effetto di protezione è migliore.

2) Evitare rigorosamente la struttura di saldatura della fusione reciproca di acciaio e titanio. Poiché il ferro e altri metalli fusi nella saldatura al titanio formano un composto metallico intermedio duro e fragile, riducono notevolmente la plasticità della saldatura, oltre alla saldatura esplosiva e alla brasatura, il titanio e l'acciaio non possono essere saldati.

3) La distanza dal bordo smussato del giunto di saldatura testa a testa deve essere appropriata. Il gioco del bordo smussato del giunto di saldatura di testa del recipiente a pressione interamente in titanio è inferiore a quello dell'acciaio, a causa dell'elevato punto di fusione, della scarsa conduttività termica, della bassa capacità termica e dell'elevata resistività del titanio e dell'elevata fluidità del metallo del bagno di saldatura .

4) La progettazione dei recipienti in titanio dovrebbe garantire la continuità della struttura e la transizione graduale dei giunti saldati ed evitare, per quanto possibile, la concentrazione delle sollecitazioni.

5) La piegatura e la flangiatura delle parti in titanio dovrebbe adottare un raggio di curvatura maggiore (rispetto all'acciaio) e quando si espandono i tubi, si dovrebbe usare un tasso di espansione inferiore.

6) Il titanio puro industriale è facile da produrre corrosione del gap in alcuni mezzi. Nella progettazione e nel trattamento dei contenitori a contatto con questi fluidi, si dovrebbero evitare per quanto possibile crepe e aree stagnanti e nello spazio vuoto dovrebbero essere utilizzate leghe di titanio resistenti alla corrosione da crepe (come la lega di titanio e palladio) o rivestimenti.

7) Nella progettazione e nel trattamento di contenitori a contatto con mezzi corrosivi conduttivi, se si riscontra che il contatto tra titanio e altri metalli può portare a corrosione galvanica, dovrebbero essere prese misure strutturali (come l'utilizzo di un terzo materiale come strato di transizione) o protezione anodica. 8) Nella progettazione di apparecchiature soggette a corrosione, la portata del mezzo corrosivo dovrebbe essere inferiore alla portata critica e cercare di evitare improvvisi cambiamenti di portata o direzione; O nella facile produzione di corrosione ed erosione della parte dell'installazione del deflettore protettivo.

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 è la densità del mezzo, kg/m3, V è la velocità lineare del flusso di materiale, M /s), il materiale deve essere posizionato all'ingresso della piastra antiurto.

② Quando il mezzo corrosivo entra nell'apparecchiatura lungo la direzione tangenziale o il tubo di ingresso è rivolto verso la parete e la distanza tra loro è inferiore a 2 volte il diametro esterno del tubo, è necessario installare la piastra di protezione.