Lo spessore minimo del guscio del recipiente interamente in titanio è di 2 mm, considerato principalmente per soddisfare i requisiti di spessore del processo di saldatura e garantire i requisiti di tolleranza geometrica durante la produzione e soddisfare i requisiti di rigidità richiesti nel processo di produzione, trasporto e sollevamento. Inoltre, consente di risparmiare materiale in titanio e 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 ℃ e il modulo elastico del titanio è basso, la struttura interamente in titanio non è adatta per l'applicazione di alte temperature, alte pressioni o medie pressioni e grandi apparecchiature.

La temperatura di esercizio del recipiente a pressione interamente in titanio non deve superare i 250 ℃ e si ritiene che la struttura interamente in titanio sia più economica per i recipienti di medie e piccole dimensioni con una pressione di 0,5 MPa e una temperatura inferiore a 150 ℃. Considerando il costo dell'investimento, il titanio puro potrebbe non essere economico quando lo spessore è maggiore di 13 mm.

Requisiti strutturali

Sebbene il recipiente interamente in titanio sia simile all'acciaio inossidabile nella progettazione strutturale, ha una sua unicità nella progettazione e nella produzione dovuta ad alcune proprietà speciali del materiale in titanio stesso. Pertanto, nella progettazione strutturale si dovrebbe prestare attenzione ai seguenti punti:

1) Nella progettazione della struttura di saldatura, il sito di saldatura deve essere comodo per il funzionamento dello strumento di saldatura ad arco a idrogeno e tutte le aree di giunzione della saldatura ad alta temperatura (oltre 400 ℃) possono essere protette efficacemente.

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 lo scopo di una protezione efficace, la forma della struttura delle parti deve essere semplice e l'apertura del tubo sul guscio deve essere perpendicolare all'asse del guscio il più possibile, in modo che la produzione del dispositivo di protezione sia conveniente e l'effetto di protezione sia migliore.

2) Evitare rigorosamente la struttura di saldatura di fusione di acciaio e titanio. Poiché il ferro e altri metalli che si fondono nella saldatura di titanio formeranno composti metallici intermedi duri e fragili, riducendo notevolmente la plasticità della saldatura, ad eccezione della saldatura a esplosione e della brasatura, il titanio e l'acciaio non possono essere saldati.

3) Lo spazio del lato smussato del giunto di saldatura di testa deve essere appropriato. Lo spazio tra i giunti saldati di testa di tutti i recipienti a pressione in titanio è più piccolo di quello dell'acciaio, a causa dell'elevato punto di fusione del titanio, della scarsa conduttività termica, della piccola capacità termica, dell'elevata resistività e dell'elevata fluidità del metallo del bagno di saldatura.

4) La progettazione dei recipienti in titanio dovrebbe garantire la continuità della struttura e la transizione fluida dei giunti saldati per evitare il più possibile la concentrazione di stress.

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

6) Il titanio puro industriale in alcuni supporti è facile da produrre corrosione da crepe, nella progettazione, lavorazione e in questi contenitori a contatto con i supporti, si dovrebbe cercare di evitare crepe e aree stagnanti, leghe di titanio resistenti alla corrosione da crepe (come leghe di titanio e palladio) o rivestimenti nelle crepe.

7) In la progettazione e il trattamento di recipienti a contatto con fluidi corrosivi conduttivi, se si riscontra che il contatto del titanio con altri metalli può portare a corrosione galvanica, si devono adottare misure sulla struttura (ad esempio utilizzando un terzo materiale come strato di transizione) o utilizzando una protezione anodica.

8) Nella progettazione di apparecchiature soggette a corrosione, la portata dei fluidi corrosivi deve essere inferiore alla portata critica e cercare di evitare bruschi cambiamenti nella portata o nella direzione del flusso; Oppure nelle parti soggette a corrosione e abrasione per installare un deflettore protettivo.

(1) quando il mezzo è corrosivo o abrasivo e ρ V2 >740kg/(m•s2) o il mezzo non è corrosivo o abrasivo, ma ρ V2 BBB>55kg /(m•s2) (ρ è la densità del mezzo, kg/m3, V è la velocità lineare del flusso del materiale, m/s), l'ingresso del materiale deve essere dotato di una piastra antiurto.

(2) Quando il mezzo corrosivo entra nell'apparecchiatura lungo la direzione tangenziale, o il tubo di ingresso è rivolto verso la parete, e la distanza tra di esso è inferiore a 2 volte il diametro esterno del tubo, deve essere installata la piastra di protezione.