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纯钛制容器的结构要求

发布时间:2023-04-15人气:9

纯钛制容器指主要零部件,如壳体、封头和接管等采用钛制作,次要零部件可非钛制作。

由于钛材在温度大于或等于200度时,机械强度显著下降,而且钛的弹性模量又低,因此,全钛结构在高温、高压或中压和大型设备上应用是不适宜的。

全钛压力容器的许用温度不宜超过250度,并认为压力在0.5MPa,温度在150度以下的中小型容器选用全钛制结构是比较经济的。从投资费用考虑计算厚度大于13毫米时,使用纯钛可能不经济。

纯钛制容器虽然在结构设计上与不锈钢有些相似,但由于钛材本身的一些特殊性能,使之在设计和加工制造中又有其独特性,因此在结构设计时,需注意以下几点:

1.在设计焊接结构时,必须使焊接部位便于氢弧焊焊具的操作,并使所有处于高温(400度以上)的焊接接头区域都能得到有效的保护。

钛在熔融状态下,几乎能和任何元素起化合作用,因此在焊接和热加工过程中必须采取特殊的保护,为了达到有效的保护目的,零部件结构形状要简单,壳体上的接管开孔尽可能垂直于壳体的轴线,以便保护夹具制作方便,保护效果更好。

2.严格避免钢、钛互熔的焊接结构。由于铁等其他金属熔于钛焊缝中会形成硬而脆的中间金属化合物,极大地降低焊缝塑性,除爆炸焊接和钎焊外,钛与钢不能相焊。

3.对接焊接接头的钝边间隙要适当。全钛制压力容器的对接焊接接头的钝边间隙要比钢的要小,这是由于钛的熔点高、导热性差、热容量小和电阻系数大以及焊接熔池金属流动性大的缘故。

4.钛制容器的设计应保证结构的连续性和焊接接头的平滑过渡,尽量避免出现应力集中。

5.钛制零部件的弯曲和翻边应采用较大的弯曲半径,胀管时,应采用较小的胀管率。

6.工业纯钛在某些介质中易产生缝隙腐蚀,在设计、处理与这些介质相接触的容器时,应尽量避免出现缝隙和滞流区,在缝隙处采用耐缝隙腐蚀的钛合金或涂层。

7,在设计易产生腐蚀的设备时,腐蚀介质的流速应低于临界流速,并尽量避免流速或流向的突然变化;或在易产生腐蚀和磨蚀的部位设置防护挡板。

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