ข้อกำหนดทางโครงสร้างสำหรับภาชนะไทเทเนียมทั้งหมด

ตัวถังไทเทเนียมทั้งหมดหมายความว่าชิ้นส่วนหลัก เช่น เปลือก หัว และหัวฉีดทำจากไททาเนียม ในขณะที่ชิ้นส่วนรองอาจไม่ได้ทำจากไททาเนียม ตัวอย่างเช่น หน้าแปลนลูกล้อและสลักเกลียวเชื่อมต่ออาจทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนด้วย

ความหนาขั้นต่ำของเปลือกของภาชนะไททาเนียมทั้งหมดคือ 2 มม. ซึ่งส่วนใหญ่ถือว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของความหนาของกระบวนการเชื่อมและความทนทานทางเรขาคณิตในระหว่างการผลิต และเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งในกระบวนการผลิต การขนส่ง และการยก และประหยัดวัสดุไททาเนียม ลดต้นทุน

หลักการเลือกการออกแบบ

เนื่องจากความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุไททาเนียมจะลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิสูงกว่าหรือเท่ากับ 200 องศา และโมดูลัสยืดหยุ่นของไททาเนียมต่ำ จึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งานโครงสร้างไททาเนียมทั้งหมดในอุณหภูมิสูง ความดันสูง หรือปานกลาง แรงดันและอุปกรณ์ขนาดใหญ่

อุณหภูมิที่อนุญาตของภาชนะรับความดันไททาเนียมทั้งหมดไม่ควรเกิน 250 องศา ถือว่าประหยัดที่จะเลือกใช้โครงสร้างไททาเนียมทั้งหมดสำหรับเรือขนาดเล็กและขนาดกลางที่มีแรงดัน 0.5MPa และอุณหภูมิต่ำกว่า 150 องศา เมื่อความหนามากกว่า 13 มม. การใช้ไททาเนียมบริสุทธิ์อาจไม่ประหยัด

ความต้องการโครงสร้าง

แม้ว่าการออกแบบโครงสร้างของภาชนะไททาเนียมทั้งหมดจะค่อนข้างคล้ายกับสแตนเลส แต่เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษบางอย่างของตัววัสดุไททาเนียมเอง มันจึงมีเอกลักษณ์ในการออกแบบและการผลิต ดังนั้นควรให้ความสนใจกับประเด็นต่อไปนี้ในการออกแบบโครงสร้าง:

1) เมื่อออกแบบโครงสร้างการเชื่อม จำเป็นต้องทำให้ชิ้นส่วนเชื่อมสะดวกสำหรับการทำงานของเครื่องมือเชื่อมอาร์ค HYDROGEN และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถป้องกันพื้นที่รอยเชื่อมทั้งหมดที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 400 องศา) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ไททาเนียมสามารถรวมตัวกับองค์ประกอบเกือบทุกชนิดในสถานะหลอมเหลว ดังนั้นจึงต้องมีการป้องกันเป็นพิเศษในกระบวนการเชื่อมและการทำงานที่ร้อน เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ รูปร่างโครงสร้างของชิ้นส่วนควรเรียบง่าย และการเปิดหัวฉีดบนเปลือกควรตั้งฉากกับแกนของเปลือกให้มากที่สุด เพื่อให้การผลิตอุปกรณ์ป้องกันสะดวกและ ผลการป้องกันจะดีกว่า

2) หลีกเลี่ยงโครงสร้างการเชื่อมของเหล็กและฟิวชั่นร่วมกันของไทเทเนียมอย่างเคร่งครัด เนื่องจากเหล็กและโลหะอื่นๆ ที่ละลายในรอยเชื่อมไททาเนียมจะก่อตัวเป็นสารประกอบโลหะขั้นกลางที่แข็งและเปราะ ช่วยลดความเป็นพลาสติกของรอยเชื่อมได้อย่างมาก นอกเหนือจากการเชื่อมและการประสานที่ระเบิดได้ ไททาเนียมและเหล็กจึงไม่สามารถเชื่อมได้

3) การกวาดล้างขอบทื่อของรอยเชื่อมชนควรมีความเหมาะสม ระยะขอบทื่อของรอยเชื่อมชนของภาชนะรับความดันไทเทเนียมล้วนมีขนาดเล็กกว่าเหล็กกล้า ซึ่งเป็นผลมาจากจุดหลอมเหลวสูง การนำความร้อนต่ำ ความจุความร้อนต่ำ และความต้านทานสูงของไททาเนียม และการไหลสูงของโลหะในสระเชื่อม .

4) การออกแบบภาชนะไททาเนียมควรรับประกันความต่อเนื่องของโครงสร้างและการเปลี่ยนรอยเชื่อมที่ราบรื่น และหลีกเลี่ยงการกระจุกตัวของความเครียดเท่าที่จะทำได้

5) การดัดและการจับจีบของชิ้นส่วนไททาเนียมควรใช้รัศมีการดัดที่ใหญ่กว่า (เมื่อเทียบกับเหล็ก) และเมื่อขยายท่อ ควรใช้อัตราการขยายตัวที่น้อยลง

6) ไททาเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมนั้นง่ายต่อการเกิดการกัดกร่อนของช่องว่างในสื่อบางชนิด ในการออกแบบและการรักษาภาชนะบรรจุที่สัมผัสกับสื่อเหล่านี้ ควรหลีกเลี่ยงรอยแตกและพื้นที่นิ่งให้มากที่สุด และควรใช้โลหะผสมไททาเนียมที่ทนต่อการแตกร้าว (เช่น โลหะผสมไททาเนียมแพลเลเดียม) หรือการเคลือบผิวในช่องว่าง

7) ในการออกแบบและการรักษาภาชนะบรรจุที่สัมผัสกับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า หากพบว่าการสัมผัสระหว่างไททาเนียมกับโลหะอื่น ๆ สามารถนำไปสู่การกัดกร่อนแบบกัลวานิก ควรใช้มาตรการทางโครงสร้าง (เช่น การใช้วัสดุที่สามเป็นชั้นทรานซิชัน) หรือการป้องกันขั้วบวก 8) ในการออกแบบอุปกรณ์ที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อน อัตราการไหลของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนควรต่ำกว่าอัตราการไหลวิกฤต และพยายามหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของอัตราการไหลหรือทิศทาง หรือเกิดการกัดกร่อนและสึกกร่อนได้ง่ายในส่วนของการติดตั้งแผ่นกั้นป้องกัน

① When the medium has corrosion or abrasion and ρ V2 >740kg/(m·s2) or no corrosion or abrasion of the medium, but ρ V2 >2355kg/(m·s2) (ρ คือความหนาแน่นของตัวกลาง, kg/m3, V คือความเร็วเชิงเส้นของการไหลของวัสดุ, M /s) ควรวางวัสดุไว้ที่ทางเข้าของแผ่นป้องกันการกระแทก

② เมื่อตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเข้าสู่อุปกรณ์ตามทิศทางสัมผัส หรือท่อทางเข้าหันเข้าหาผนัง และระยะห่างระหว่างพวกมันน้อยกว่า 2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อ ควรตั้งแผ่นป้องกัน