Rakenteelliset vaatimukset kokonaan titaanisäiliöille

Täystitaaninen astia tarkoittaa, että pääosat, kuten kuori, pää ja suuttimet, on valmistettu titaanista, kun taas toissijaiset osat eivät saa olla titaania. Esimerkiksi lohkolaippa ja sen liitospultit voivat olla myös hiiliterästä.

Täystitaanisen astian kuoren vähimmäispaksuus on 2 mm, jonka katsotaan pääosin täyttävän hitsausprosessin paksuuden ja geometrisen toleranssin vaatimukset valmistuksen aikana sekä täyttävän jäykkyysvaatimukset valmistus-, kuljetus- ja nostoprosessissa. Ja säästä titaanimateriaalia, vähennä kustannuksia.

Suunnittelun valintaperiaate

Koska titaanimateriaalin mekaaninen lujuus laskee merkittävästi, kun lämpötila on suurempi tai yhtä suuri kuin 200 astetta ja titaanin kimmomoduuli on alhainen, se ei sovellu kokonaan titaanirakenteen käyttöön korkeassa lämpötilassa, korkeassa paineessa tai väliaineessa. paine ja suuret laitteet.

Kaikkien titaanipaineastioiden sallittu lämpötila ei saa ylittää 250 astetta. Katsotaan, että on taloudellista valita kaikki titaanirakenne pienille ja keskikokoisille aluksille, joiden paine on 0,5 MPa ja lämpötila alle 150 astetta. Kun paksuus on yli 13 mm, ei välttämättä ole taloudellista käyttää puhdasta titaania.

Rakenteellinen vaatimus

Vaikka täystitaanisen astian rakenne on jossain määrin samanlainen kuin ruostumattoman teräksen, titaanimateriaalin erityisominaisuuksien vuoksi sillä on ainutlaatuisuutensa suunnittelussa ja valmistuksessa. Siksi rakennesuunnittelussa tulee kiinnittää huomiota seuraaviin kohtiin:

1) Hitsausrakennetta suunniteltaessa on tarpeen tehdä hitsausosa sopivaksi HYDROGEN-kaarihitsaustyökalun käyttöä varten ja varmistaa, että kaikki hitsausliitosalue korkeassa lämpötilassa (yli 400 astetta) voidaan suojata tehokkaasti.

Titaani voi yhdistyä lähes minkä tahansa sulamistilassa olevan alkuaineen kanssa, joten hitsauksessa ja kuumatyöstössä on otettava erityissuojaus. Tehokkaan suojan tavoitteen saavuttamiseksi osien rakenteen muodon tulee olla yksinkertainen ja vaipan suuttimen aukon tulee olla mahdollisimman kohtisuorassa vaipan akseliin nähden, jotta suojakiinnikkeen valmistus on kätevää ja suojavaikutus on parempi.

2) Vältä tiukasti teräksen ja titaanin hitsausrakennetta. Koska titaanihitsauksessa sulanut rauta ja muut metallit muodostavat kovan ja hauraan välimetalliyhdisteen, heikentävät suuresti hitsin plastisuutta, räjähtävän hitsauksen ja juottamisen lisäksi titaania ja terästä ei voida hitsata.

3) Päyhitsisaumaliitoksen tylpän reunan välyksen tulee olla sopiva. Täystitaanisen paineastian päittäishitsisauman tylppä välys on pienempi kuin teräksen, mikä johtuu korkeasta sulamispisteestä, huonosta lämmönjohtavuudesta, alhaisesta lämpökapasiteetista ja titaanin suuresta resistiivisyydestä sekä hitsausaltaan metallin korkeasta juoksevuudesta. .

4) Titaaniastioiden suunnittelun tulee varmistaa rakenteen jatkuvuus ja hitsausliitosten tasainen siirtyminen sekä välttää jännityskeskittymistä mahdollisimman pitkälle.

5) Titaaniosien taivutuksessa ja laippauksessa tulee olla suurempi taivutussäde (verrattuna teräkseen), ja putkia laajennettaessa tulee käyttää pienempää laajenemisnopeutta.

6) Teollinen puhdas titaani on helppo tuottaa rakokorroosiota joissakin väliaineissa. Näiden väliaineiden kanssa kosketuksissa olevia säiliöitä suunniteltaessa ja käsiteltäessä halkeamia ja pysähtyneitä kohtia tulee välttää mahdollisuuksien mukaan, ja rakossa tulee käyttää halkeamia korroosionkestäviä titaaniseoksia (kuten titaanipalladiumlejeeringiä) tai pinnoitetta.

7) Johtavien syövyttävien väliaineiden kanssa kosketuksissa olevien säiliöiden suunnittelussa ja käsittelyssä, jos havaitaan, että titaanin ja muiden metallien välinen kosketus voi johtaa galvaaniseen korroosioon, tulee toteuttaa rakenteellisia toimenpiteitä (kuten käyttää kolmatta materiaalia siirtymäkerroksena) tai anodinen suojaus. 8) Korroosiolle alttiita laitteita suunniteltaessa syövyttävän väliaineen virtausnopeuden tulee olla kriittistä virtausnopeutta pienempi, ja äkillisiä virtausnopeuden tai suunnan muutoksia on pyrittävä välttämään. Tai helposti tuotettavassa korroosiossa ja eroosiossa suojalevyn asennuksen osassa.

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 on väliaineen tiheys, kg/m3, V on materiaalivirran lineaarinen nopeus, M/s), materiaali tulee asettaa iskunestolevyn sisääntuloon.

② Kun syövyttävää väliainetta joutuu laitteeseen tangentiaalista suuntaa pitkin tai tuloputki on seinää vasten ja niiden välinen etäisyys on alle 2 kertaa putken ulkohalkaisija, suojalevy tulee asettaa.