strukturelle Anforderungen an Volltitangefäße

Alle Titanbehälter

   Volltitanbehälter bezieht sich auf die Hauptteile, wie die Schale, der Kopf und das Verbindungsrohr, aus Titan gefertigt. Die Nebenteile können aus Nicht-Titan bestehen. Beispielsweise können der lose Flansch und seine Verbindungsschrauben auch aus Kohlenstoffstahl bestehen.

Die Mindestdicke der Volltitan-Behälterhülle beträgt 2 mm. Die Hauptüberlegung besteht darin, die Anforderungen des Schweißprozesses an die Dicke zu erfüllen und die geometrischen Toleranzen während der Herstellung sicherzustellen, um die Steifigkeitsanforderungen zu erfüllen, die bei den Herstellungs-, Transport- und Hebeprozessen erforderlich sind. und um Titan zu sparen, senken Sie die Kosten.

  Prinzip der Designauswahl

  Da die mechanische Festigkeit von Titanmaterial signifikant abnimmt, wenn die Temperatur größer oder gleich 200 ° C ist und der Elastizitätsmodul von Titan niedrig ist, ist die Volltitanstruktur nicht für Hochtemperatur-, Hochdruck- oder Mitteldruckanwendungen geeignet und große Ausrüstung.

   Die zulässige Temperatur von Volltitandruckbehältern sollte 250 ° C nicht überschreiten, und es wird als wirtschaftlicher angesehen, Volltitanstrukturen für kleine und mittlere Gefäße mit einem Druck von 0,5 MPa und einer Temperatur unter 150 ° C zu verwenden . In Anbetracht der Investitionskosten kann die Verwendung von reinem Titan unwirtschaftlich sein, wenn die Dicke größer als 13 mm ist.

  Strukturelle Anforderungen

   Obwohl das strukturelle Design des Volltitanbehälters dem von Edelstahl etwas ähnlich ist, weist es aufgrund der besonderen Eigenschaften des Titans selbst seine eigene Einzigartigkeit in Design und Verarbeitung auf. Daher müssen bei der Tragwerksplanung folgende Punkte beachtet werden:

  1) Bei der Auslegung der Schweißstruktur muss das Schweißteil für den Betrieb des Wasserstoff-Lichtbogenschweißwerkzeugs geeignet sein, und alle Schweißverbindungsbereiche bei hohen Temperaturen (über 400 ° C) können wirksam geschützt werden.

  Titan kann sich mit fast jedem Element im geschmolzenen Zustand verbinden, daher muss beim Schweißen und beim Warmumformen ein besonderer Schutz angewendet werden. Um wirksame Schutzzwecke zu erreichen, sollte die strukturelle Form der Teile einfach sein und die Öffnung des Rohrs auf der Schale sollte so senkrecht zur Achse der Schale wie möglich sein, damit die Schutzvorrichtung leicht herzustellen ist und Die Schutzwirkung ist besser.

   2) Vermeiden Sie unbedingt die Schweißkonstruktion aus Stahl und Titan. Da Eisen und andere Metalle, die in der Titanschweißung geschmolzen sind, eine harte und spröde Metallzwischenverbindung bilden, die die Plastizität der Schweißnaht stark verringert, außer beim explosiven Schweißen und Löten, können Titan und Stahl nicht geschweißt werden.

  3) Der stumpfe Randabstand von Stumpfschweißverbindungen sollte angemessen sein. Der stumpfe Randspalt der Stumpfschweißverbindung aller Titandruckbehälter ist kleiner als der von Stahl. Dies ist auf den hohen Schmelzpunkt von Titan, die schlechte Wärmeleitfähigkeit, die geringe Wärmekapazität, den großen spezifischen Widerstand und die große Fließfähigkeit des Schweißbadmetalls zurückzuführen.

  4) Die Konstruktion des Titangefäßes sollte die Kontinuität der Struktur und den reibungslosen Übergang der Schweißverbindungen gewährleisten und versuchen, eine Spannungskonzentration zu vermeiden.

  5) Beim Biegen und Bördeln von Titanteilen sollte ein größerer (im Vergleich zu Stahl) Biegeradius verwendet werden, und beim Ausdehnen des Rohrs sollte eine geringere Expansionsrate verwendet werden.

6) Industrielles reines Titan neigt in einigen Medien zu Spaltkorrosion. Vermeiden Sie beim Entwerfen und Handhaben von Behältern, die mit diesen Medien in Kontakt kommen, Spalten und Stagnationsbereiche und verwenden Sie spaltkorrosionsbeständige Titanlegierungen (wie Titan-Palladium-Legierungen) oder Beschichtungen.

7) Wenn bei der Konstruktion und Handhabung von Behältern, die mit leitfähigen korrosiven Medien in Kontakt kommen, festgestellt wird, dass der Kontakt zwischen Titan und anderen Metallen galvanische Korrosion verursachen kann, sollten Maßnahmen an der Struktur getroffen werden (z. B. Verwendung eines dritten Materials als Übergangsschicht) oder Anodenschutz übernehmen.

   8) Bei der Konstruktion von korrosionsanfälligen Geräten sollte die Durchflussrate des korrosiven Mediums niedriger sein als die kritische Durchflussrate. Versuchen Sie, plötzliche Änderungen der Durchflussrate oder der Durchflussrichtung zu vermeiden. oder an den Stellen, an denen Korrosion und Abrieb auftreten können, Schutzbleche aufstellen.

①Wenn das Medium ätzend oder abrasiv ist und ρv2> 740 kg / (m · s2) oder das Medium nicht ätzend oder nicht abrasiv ist, aber ρv2> 2355 kg / (m · s2) (ρ ist die Dichte des Mediums, kg / m3, v ist das Material Bei der linearen Strömungsgeschwindigkeit (m / s) sollte die Anti-Scheuerplatte am Materialeinlass installiert werden.

  ②Wenn das korrosive Medium in tangentialer Richtung in das Gerät eindringt oder das Einlassrohr zur Wand des Geräts zeigt und der Abstand zwischen ihnen weniger als das Doppelte des Außendurchmessers des Rohrs beträgt, sollte eine Schutzplatte vorgesehen werden. 

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