Requisitos estructurales de los contenedores totalmente de titanio

Requisitos estructurales de los contenedores totalmente de titanio

Los contenedores totalmente de titanio se refieren a las partes principales, como la carcasa, la cabeza y la toma de control, que están hechas de titanio, y las partes secundarias pueden estar hechas de no titanio. Por ejemplo, la brida del looper y sus pernos de conexión también pueden estar hechos de acero al carbono.

El grosor mínimo de la carcasa del contenedor completamente de titanio es de 2 mm, lo que considera principalmente cumplir con los requisitos de grosor del proceso de soldadura y garantizar las tolerancias dimensionales geométricas durante la fabricación, cumplir con los requisitos de rigidez requeridos durante la fabricación, el transporte y la elevación, y ahorrar titanio para reducir costos. .

Principio de selección de diseño

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Dado que la resistencia mecánica del material de titanio disminuye significativamente cuando la temperatura es mayor o igual a 200 grados, y el módulo elástico del titanio es bajo, por lo tanto, la estructura de titanio no es adecuada para alta temperatura, alta presión o presión media y aplicaciones de equipos a gran escala.

La temperatura admisible de un recipiente a presión totalmente de titanio no debe exceder los 250 grados, y se considera que es más económico elegir una estructura totalmente de titanio para contenedores pequeños y medianos con una presión de 0.5MPa y una temperatura inferior a 150 grados. Cuando se calcula un espesor superior a 13 mm teniendo en cuenta los costes de inversión, puede que no resulte económico utilizar titanio puro.

Requisitos estructurales

Aunque el contenedor totalmente de titanio es algo similar al acero inoxidable en el diseño estructural, debido a algunas propiedades especiales del propio titanio, tiene su singularidad en el diseño, el procesamiento y la fabricación. Por lo tanto, al diseñar la estructura, se debe prestar atención a los siguientes puntos:

1. Al diseñar la estructura de soldadura, el sitio de soldadura debe ser fácil de operar con herramientas de soldadura por arco de hidrógeno, y todas las áreas de unión de soldadura a alta temperatura (por encima de 400 grados) deben protegerse de manera efectiva. En estado fundido, el titanio se puede combinar con casi cualquier elemento, por lo que se debe tomar una protección especial durante la soldadura y el procesamiento térmico. Para lograr propósitos de protección efectivos, la estructura y la forma de las piezas deben ser simples, y la abertura de toma de control en la carcasa debe ser tan perpendicular al eje de la carcasa como sea posible, de modo que el accesorio de protección se pueda hacer fácilmente y el efecto de protección sea mejor.2. Evite estrictamente las estructuras soldadas donde el acero y el titanio se fusionan entre sí. Dado que otros metales como el hierro se funden en las soldaduras de titanio, se formarán compuestos metálicos intermedios duros y quebradizos, lo que reduce en gran medida la plasticidad de las soldaduras. A excepción de la soldadura explosiva y la soldadura fuerte, el titanio y el acero no se pueden soldar juntos.

3. El espacio del borde romo de la junta de soldadura a tope debe ser apropiado. El espacio del borde romo de las juntas soldadas a tope de los recipientes a presión totalmente de titanio es más pequeño que el del acero. Esto se debe al alto punto de fusión, la baja conductividad térmica, la pequeña capacidad calorífica y el gran coeficiente de resistencia del titanio, así como a la gran fluidez del metal del baño de soldadura.

4. El diseño de los contenedores de titanio debe asegurar la continuidad de la estructura y la transición suave de las uniones soldadas, y tratar de evitar la concentración de tensiones.

5. El doblado y rebordeado de piezas de titanio debe adoptar un radio de doblado más grande (en comparación con el acero), y al expandir el tubo, se debe usar una tasa de expansión más pequeña.

6. El titanio puro industrial es propenso a la corrosión por grietas en ciertos medios. Cuando se diseñen y manipulen recipientes en contacto con estos medios, se deben evitar en la medida de lo posible las grietas y las áreas estancadas, y se deben usar aleaciones de titanio resistentes a las grietas (como las aleaciones de titanio y paladio) o recubrimientos en las grietas. Aleaciones de titanio resistentes a la corrosión (como las aleaciones de titanio y paladio) o recubrimientos.

7. Al diseñar y manipular contenedores en contacto con medios corrosivos conductores, si se encuentra que el titanio en contacto con otros metales puede causar corrosión galvánica, se deben tomar medidas estructurales (como usar un tercer material como capa de transición) o protección del ánodo. .

8. Al diseñar equipos propensos a la corrosión, el caudal del medio corrosivo debe ser inferior al caudal crítico y tratar de evitar cambios repentinos en el caudal o la dirección del flujo; o instale deflectores protectores en áreas propensas a la corrosión y la abrasión.

①when the medium is corrosive or abrasive and pv2>740kg/(m·s2) or the medium is non-corrosive or non-abrasive, but pv2>2355 kg/(m·s2) (pv es la densidad del medio, kg/m3, v es la velocidad lineal del flujo de material, m/s), se debe colocar una placa antiperforación en la entrada del material.

② Cuando el medio corrosivo ingresa tangencialmente al equipo, o la tubería de entrada está orientada hacia la pared del dispositivo, y la distancia entre ellos es inferior a 2 veces el diámetro exterior de la tubería, se debe colocar una placa protectora.