requisiti strutturali per le navi interamente in titanio

Tutto il contenitore in titanio

   Il contenitore interamente in titanio si riferisce alle parti principali, come il guscio, la testa e il tubo di collegamento, sono realizzati in titanio. Le parti minori possono essere realizzate in non titanio. Ad esempio, anche la flangia libera e i relativi bulloni di collegamento possono essere realizzati in acciaio al carbonio.

Lo spessore minimo del guscio del contenitore interamente in titanio è di 2 mm. La considerazione principale è soddisfare i requisiti del processo di saldatura per lo spessore e garantire le tolleranze geometriche durante la produzione, per soddisfare i requisiti di rigidità richiesti nei processi di produzione, trasporto e sollevamento; e per risparmiare titanio, ridurre i costi.

  Principio di selezione del design

  Poiché la resistenza meccanica del materiale in titanio diminuisce in modo significativo quando la temperatura è maggiore o uguale a 200 ° C e il modulo elastico del titanio è basso, la struttura interamente in titanio non è adatta per applicazioni ad alta temperatura, alta pressione o media pressione e grande attrezzatura.

   La temperatura consentita dei recipienti a pressione interamente in titanio non deve superare i 250 ° C e si ritiene che sia più economico utilizzare strutture interamente in titanio per recipienti di piccole e medie dimensioni la cui pressione è 0,5 MPa e la temperatura è inferiore a 150 ° C . In considerazione dei costi di investimento, quando lo spessore è maggiore di 13 mm, l'utilizzo del titanio puro può risultare antieconomico.

  Requisiti strutturali

   Sebbene il design strutturale del contenitore interamente in titanio sia in qualche modo simile a quello dell'acciaio inossidabile, a causa delle proprietà speciali del titanio stesso, ha una sua unicità nel design e nella lavorazione. Pertanto, i seguenti punti devono essere prestati attenzione nella progettazione strutturale:

  1) Quando si progetta la struttura di saldatura, la parte di saldatura deve essere comoda per il funzionamento dello strumento di saldatura ad arco di idrogeno e tutte le aree dei giunti di saldatura ad alta temperatura (superiore a 400 ℃) possono essere efficacemente protette.

  Il titanio può combinarsi con quasi tutti gli elementi allo stato fuso, quindi è necessario adottare una protezione speciale durante la saldatura e la lavorazione a caldo. Per raggiungere scopi di protezione efficaci, la forma strutturale delle parti dovrebbe essere semplice e l'apertura del tubo sul guscio dovrebbe essere il più perpendicolare possibile all'asse del guscio, in modo che il dispositivo di protezione sia facile da fabbricare e l'effetto di protezione è migliore.

   2) Evitare rigorosamente la struttura saldata di acciaio e titanio. Poiché il ferro e altri metalli fusi nella saldatura del titanio formeranno un composto metallico intermedio duro e fragile, che riduce notevolmente la plasticità della saldatura, ad eccezione della saldatura esplosiva e della brasatura, il titanio e l'acciaio non possono essere saldati.

  3) La distanza dal bordo smussato dei giunti saldati di testa deve essere appropriata. La distanza dal bordo smussato del giunto saldato di testa di tutti i recipienti a pressione in titanio è inferiore a quella dell'acciaio. Ciò è dovuto all'elevato punto di fusione del titanio, alla scarsa conduttività termica, alla ridotta capacità termica, alla grande resistività e alla grande fluidità del metallo del bagno di saldatura.

  4) Il design del vaso in titanio dovrebbe garantire la continuità della struttura e la transizione graduale dei giunti saldati e cercare di evitare la concentrazione di sollecitazioni.

  5) La piegatura e la flangiatura delle parti in titanio dovrebbero utilizzare un raggio di curvatura maggiore (rispetto all'acciaio) e una velocità di espansione inferiore dovrebbe essere utilizzata quando si espande il tubo.

6) Il titanio industriale puro è soggetto a corrosione interstiziale in alcuni mezzi. Durante la progettazione e la manipolazione di contenitori a contatto con questi mezzi, cercare di evitare fessure e aree di ristagno e utilizzare leghe di titanio resistenti alla corrosione interstiziale (come la lega di titanio-palladio) o rivestimenti.

7) Durante la progettazione e la manipolazione di contenitori a contatto con mezzi corrosivi conduttivi, se si riscontra che il contatto tra il titanio e altri metalli può causare corrosione galvanica, è necessario adottare misure sulla struttura (come l'utilizzo di un terzo materiale come strato di transizione) adotti la protezione dell'anodo.

   8) Quando si progettano apparecchiature soggette a corrosione, la portata del mezzo corrosivo deve essere inferiore alla portata critica e cercare di evitare cambiamenti improvvisi nella portata o nella direzione del flusso; o installare deflettori protettivi nelle posizioni soggette a corrosione e abrasione.

①Quando il mezzo è corrosivo o abrasivo e ρv2> 740kg / (m · s2) o il mezzo è non corrosivo o non abrasivo, ma ρv2> 2355kg / (m · s2) (ρ è la densità del mezzo, kg / m3, v è il materiale Quando la velocità lineare del flusso, m / s), la piastra anti-abrasione deve essere installata all'ingresso del materiale.

  ② Quando il mezzo corrosivo entra nell'apparecchiatura lungo la direzione tangenziale o il tubo di ingresso è rivolto verso la parete del dispositivo e la distanza tra loro è inferiore al doppio del diametro esterno del tubo, è necessario fornire una piastra protettiva. 

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