全(quan)鈦(tai)制(zhi)容器系指(zhi)主要零部件,如殼體、封頭和接管等(deng)采用鈦(tai)制(zhi)作(zuo),次要零部件可非鈦(tai)制(zhi)作(zuo),例(li)如,活套法(fa)蘭及其連(lian)接螺栓也可用碳鋼制(zhi)成。
全鈦制(zhi)容器殼(ke)體最小厚度(du)為(wei)2mm,主要考慮(lv)在制(zhi)造時滿(man)(man)足(zu)焊接工藝對厚度(du)的要求(qiu)(qiu)和(he)保證幾何尺寸公差的要求(qiu)(qiu),滿(man)(man)足(zu)制(zhi)造、運輸和(he)吊(diao)裝過程中所需的剛度(du)要求(qiu)(qiu);以(yi)及節省鈦材,降低成(cheng)本(ben)。
設計選用原(yuan)則
由(you)于鈦材在(zai)(zai)溫度(du)大(da)于或等于200℃時,機(ji)械(xie)強度(du)顯(xian)著下(xia)降,而且鈦的(de)彈(dan)性模量又低,因此,全(quan)鈦結(jie)構(gou)在(zai)(zai)高溫、高壓(ya)或中(zhong)壓(ya)和(he)大(da)型(xing)設備(bei)上應用是(shi)不適宜的(de)。
全鈦壓力容(rong)器(qi)的使(shi)用溫(wen)度不宜(yi)超過250℃,并認為(wei)壓力在0.5MPa,溫(wen)度在150℃以下的中(zhong)小型容(rong)器(qi)選(xuan)用全鈦制結構是比較經濟的。從(cong)投(tou)資費(fei)用考慮計算厚度大于13mm時,使(shi)用純鈦可能不經濟。
結構要求(qiu)
全鈦制容(rong)器(qi)雖然在結構(gou)設(she)計上(shang)與不(bu)銹鋼有些相(xiang)似(si),但由于(yu)鈦材(cai)本身的一(yi)些特(te)殊性能,使之(zhi)在設(she)計和加工制造中又有其獨特(te)性,因此在結構(gou)設(she)計時,須注意以(yi)下幾點:
1、在設計焊接(jie)(jie)(jie)結構(gou)時,必(bi)須使焊接(jie)(jie)(jie)部位便于氫弧(hu)焊焊具(ju)的(de)操(cao)作,并(bing)使所有處于高溫(wen)(400℃以上(shang))的(de)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭區域都能得到有效的(de)保護。
鈦(tai)在熔融狀態(tai)下,幾乎能和(he)任何元素(su)起化合作用,因此(ci)在焊接(jie)和(he)熱加工過程中必須(xu)采取特(te)殊(shu)的保(bao)護(hu)。為了達到有效的保(bao)護(hu)目的,零(ling)部件結(jie)構形狀要簡單,殼體(ti)上的接(jie)管開孔(kong)盡可能垂直于殼體(ti)的軸線,以便保(bao)護(hu)夾(jia)具制作方便,保(bao)護(hu)效果更好。
2、嚴格避免鋼(gang)(gang)、鈦互熔的焊(han)接結構。由于(yu)鐵等其他(ta)金屬(shu)熔于(yu)鈦焊(han)縫中會(hui)形成硬而脆的中間(jian)金屬(shu)化合物,極(ji)大地降低焊(han)縫塑性,除爆炸焊(han)接和釬焊(han)外,鈦與鋼(gang)(gang)不能(neng)相焊(han)。
3、對接(jie)(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)鈍邊(bian)間(jian)隙要適當。全鈦(tai)制壓力容器(qi)的(de)(de)(de)對接(jie)(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)鈍邊(bian)間(jian)隙要比鋼的(de)(de)(de)要小,這是(shi)由于(yu)鈦(tai)的(de)(de)(de)熔(rong)點高(gao)、導(dao)熱性差、熱容量小和電阻系數大以及焊(han)接(jie)(jie)(jie)熔(rong)池金屬流動性大的(de)(de)(de)緣故。
4、鈦制容器的(de)設計應保(bao)證(zheng)結構的(de)連續性和焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)平滑過渡,盡量(liang)避免出現(xian)應力(li)集中。
5、鈦(tai)制零部件的彎曲和翻邊應采用較大(與鋼材相比)的彎曲半徑,脹管(guan)時(shi),應采用較小的脹管(guan)率。
6、工業純鈦(tai)(tai)在(zai)某(mou)些(xie)介質中易(yi)產生縫(feng)隙(xi)腐蝕,在(zai)設計、處理與(yu)這些(xie)介質相接觸的容器時,應盡量避免出現縫(feng)隙(xi)和(he)滯流區,在(zai)縫(feng)隙(xi)處采(cai)用(yong)耐縫(feng)隙(xi)腐蝕的鈦(tai)(tai)合(he)金(如鈦(tai)(tai)鈀合(he)金)或涂層。
7、在設計、處(chu)理與(yu)導電性腐蝕(shi)介(jie)質相接(jie)觸的容(rong)器(qi)時,如(ru)發現鈦(tai)與(yu)其他(ta)金屬接(jie)觸可導致產生(sheng)電偶腐蝕(shi),應在結構上采取措施(如(ru)采用(yong)第三種材料作為過渡(du)層)或采用(yong)陽極保護。
8、在設(she)計(ji)易(yi)(yi)產生(sheng)腐蝕(shi)(shi)的設(she)備(bei)時,腐蝕(shi)(shi)介質的流(liu)速(su)應低(di)于臨界流(liu)速(su),并盡量避(bi)免流(liu)速(su)或(huo)流(liu)向的突然變化;或(huo)在易(yi)(yi)產生(sheng)腐蝕(shi)(shi)和磨蝕(shi)(shi)的部(bu)位設(she)置防護(hu)擋板。
①當介質有腐蝕或(huo)磨(mo)蝕性且ρv2>740kg/(m·s2)或(huo)者(zhe)介質無腐蝕或(huo)無磨(mo)蝕性,但ρv2>2355kg/(m·s2)(ρ為介質密(mi)度,kg/m3,v為物料流的線速度,m/s)時,物料進口處應(ying)設(she)置(zhi)防沖板。
②當腐蝕介質(zhi)沿切向(xiang)進入設備,或進口管正對器(qi)壁(bi),且其(qi)間的距離小于(yu)2倍管外徑時(shi),應設置保護板。