Requisitos estruturais de contêineres totalmente em titânio

Requisitos estruturais de contêineres totalmente em titânio

Os contêineres totalmente de titânio referem-se às partes principais, como o casco, a cabeça e o takeover, que são feitos de titânio, e as partes secundárias podem ser feitas de não titânio. Por exemplo, o flange da laçadeira e seus parafusos de conexão também podem ser feitos de aço carbono.

A espessura mínima do invólucro do contêiner todo em titânio é de 2 mm, que considera principalmente atender aos requisitos de espessura do processo de soldagem e garantir tolerâncias dimensionais geométricas durante a fabricação, atender aos requisitos de rigidez exigidos durante a fabricação, transporte e içamento e economizar titânio para reduzir custos .

Princípio de seleção de design

A ciência e a tecnologia são as marcas da civilização humana. O progresso e a popularização da ciência e da tecnologia proporcionaram à humanidade novos meios de difusão de ideias e cultura, como o rádio, a televisão, o cinema, o vídeo e a Internet, e proporcionaram a construção de civilização um novo portador.

Como a resistência mecânica do material de titânio diminui significativamente quando a temperatura é maior ou igual a 200 graus, e o módulo de elasticidade do titânio é baixo, portanto, a estrutura totalmente em titânio não é adequada para alta temperatura, alta pressão ou média pressão e aplicações de equipamentos de grande porte.

A temperatura permitida de um vaso de pressão totalmente em titânio não deve exceder 250 graus, e considera-se que é mais econômico escolher uma estrutura totalmente em titânio para recipientes pequenos e médios com uma pressão de 0,5MPa e uma temperatura abaixo de 150 graus. Ao calcular uma espessura maior que 13 mm considerando os custos de investimento, pode não ser econômico usar titânio puro.

Requisitos estruturais

Embora o recipiente totalmente de titânio seja um pouco semelhante ao aço inoxidável no projeto estrutural, devido a algumas propriedades especiais do próprio titânio, ele tem sua singularidade no projeto, processamento e fabricação. Portanto, ao projetar a estrutura, deve-se atentar para os seguintes pontos:

1. Ao projetar a estrutura de soldagem, o local de soldagem deve ser fácil de operar com ferramentas de soldagem a arco de hidrogênio e todas as áreas de junção de soldagem em alta temperatura (acima de 400 graus) devem ser protegidas de forma eficaz. No estado fundido, o titânio pode combinar com quase qualquer elemento, portanto, proteção especial deve ser tomada durante a soldagem e o processamento térmico. Para alcançar fins de proteção eficazes, a estrutura e o formato das peças devem ser simples e a abertura de controle no invólucro deve ser perpendicular ao eixo de o invólucro possível, de modo que o acessório de proteção possa ser facilmente feito e o efeito de proteção seja melhor.2. Evite estritamente estruturas soldadas onde o aço e o titânio se fundem. Como outros metais, como o ferro, são fundidos nas soldas de titânio, compostos intermediários de metal duro e quebradiço se formarão, o que reduz muito a plasticidade das soldas. Exceto para soldagem explosiva e brasagem, o titânio e o aço não podem ser soldados juntos.

3. A folga da borda romba da junta de solda de topo deve ser apropriada. A folga da borda romba das juntas soldadas de topo de vasos de pressão totalmente de titânio é menor do que a do aço. Isso se deve ao alto ponto de fusão, baixa condutividade térmica, pequena capacidade de calor e grande coeficiente de resistência do titânio, bem como à grande fluidez do metal do banho de soldagem.

4. A concepção dos recipientes de titânio deve assegurar a continuidade da estrutura e a transição suave das juntas soldadas, procurando evitar a concentração de tensões.

5. A dobra e flangeamento de peças de titânio devem adotar um raio de curvatura maior (em comparação com o aço), e ao expandir o tubo, uma taxa de expansão menor deve ser usada.

6. Titânio industrial puro é propenso a corrosão por frestas em certos meios. Ao projetar e manusear recipientes em contato com esses meios, fendas e áreas estagnadas devem ser evitadas tanto quanto possível, e ligas de titânio resistentes a fendas (como ligas de titânio-paládio) ou revestimentos devem ser usados ​​nas fendas. Ligas de titânio resistentes à corrosão (como ligas de titânio-paládio) ou revestimentos.

7. Ao projetar e manusear contêineres em contato com meios corrosivos condutores, se for descoberto que o titânio em contato com outros metais pode causar corrosão galvânica, medidas devem ser tomadas estruturalmente (como usar um terceiro material como camada de transição) ou proteção do ânodo .

8. Ao projetar equipamentos propensos à corrosão, a vazão do meio corrosivo deve ser menor que a vazão crítica e tentar evitar mudanças repentinas na vazão ou na direção do fluxo; ou instale defletores de proteção em áreas propensas a corrosão e abrasão.

①when the medium is corrosive or abrasive and pv2>740kg/(m·s2) or the medium is non-corrosive or non-abrasive, but pv2>2355kg/(m·s2) (pv é a densidade do meio, kg/m3, v é a velocidade linear do fluxo de material, m/s), uma placa antiperfuração deve ser colocada na entrada do material.

② Quando o meio corrosivo entrar no equipamento tangencialmente, ou o tubo de entrada estiver voltado para a parede do dispositivo, e a distância entre eles for menor que 2 vezes o diâmetro externo do tubo, uma placa de proteção deve ser colocada.