全鈦制容器

全鈦制容器系指主要零部件，如殼體、封頭和接管等采用鈦制作，次要零部件可非鈦制作，例如，活套法蘭及其連接螺栓也可用碳鋼制成。

全鈦制容器殼體最小厚度為2mm，主要考慮在制造時(shí)滿(mǎn)足焊接工藝對(duì)厚度的要求和保證幾何尺寸公差的要求，滿(mǎn)足制造、運(yùn)輸和吊裝過(guò)程中所需的剛度要求；以及節(jié)省鈦材，降低成本。

設(shè)計(jì)選用原則

由于鈦材在溫度大于或等于200℃時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度顯著下降，而且鈦的彈性模量又低，因此，全鈦結(jié)構(gòu)在高溫、高壓或中壓和大型設(shè)備上應(yīng)用是不適宜的。

全鈦壓力容器的許用溫度不宜超過(guò)250℃，并認(rèn)為壓力在0.5MPa，溫度在150℃以下的中小型容器選用全鈦制結(jié)構(gòu)是比較經(jīng)濟(jì)的。從投資費(fèi)用考慮計(jì)算厚度大于13mm時(shí)，使用純鈦可能不經(jīng)濟(jì)。

結(jié)構(gòu)要求

全鈦制容器雖然在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上與不銹鋼有些相似，但由于鈦材本身的一些特殊性能，使之在設(shè)計(jì)和加工制造中又有其獨(dú)特性，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，須注意以下幾點(diǎn)：

1)在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，必須使焊接部位便于氫弧焊焊具的操作，并使所有處于高溫（400℃以上）的焊接接頭區(qū)域都能得到有效的保護(hù)。

鈦在熔融狀態(tài)下，幾乎能和任何元素起化合作用，因此在焊接和熱加工過(guò)程中必須采取特殊的保護(hù)。為了達(dá)到有效的保護(hù)目的，零部件結(jié)構(gòu)形狀要簡(jiǎn)單，殼體上的接管開(kāi)孔盡可能垂直于殼體的軸線，以便保護(hù)夾具制作方便，保護(hù)效果更好。

2)嚴(yán)格避免鋼、鈦互熔的焊接結(jié)構(gòu)。由于鐵等其他金屬熔于鈦焊縫中會(huì)形成硬而脆的中間金屬化合物，極大地降低焊縫塑性，除爆炸焊接和釬焊外，鈦與鋼不能相焊。

3)對(duì)接焊接接頭的鈍邊間隙要適當(dāng)。全鈦制壓力容器的對(duì)接焊接接頭的鈍邊間隙要比鋼的要小，這是由于鈦的熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性差、熱容量小和電阻系數(shù)大以及焊接熔池金屬流動(dòng)性大的緣故。

4)鈦制容器的設(shè)計(jì)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和焊接接頭的平滑過(guò)渡，盡量避免出現(xiàn)應(yīng)力集中。

5)鈦制零部件的彎曲和翻邊應(yīng)采用較大（與鋼材相比）的彎曲半徑，脹管時(shí)，應(yīng)采用較小的脹管率。

6)工業(yè)純鈦在某些介質(zhì)中易產(chǎn)生縫隙腐蝕，在設(shè)計(jì)、處理與這些介質(zhì)相接觸的容器時(shí)，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)縫隙和滯流區(qū)，在縫隙處采用耐縫隙腐蝕的鈦合金（如鈦鈀合金）或涂層。

7)在設(shè)計(jì)、處理與導(dǎo)電性腐蝕介質(zhì)相接觸的容器時(shí)，如發(fā)現(xiàn)鈦與其他金屬接觸可導(dǎo)致產(chǎn)生電偶腐蝕，應(yīng)在結(jié)構(gòu)上采取措施（如采用第三種材料作為過(guò)渡層）或采用陽(yáng)極保護(hù)。

8)在設(shè)計(jì)易產(chǎn)生腐蝕的設(shè)備時(shí)，腐蝕介質(zhì)的流速應(yīng)低于臨界流速，并盡量避免流速或流向的突然變化；或在易產(chǎn)生腐蝕和磨蝕的部位設(shè)置防護(hù)擋板。

①當(dāng)介質(zhì)有腐蝕或磨蝕性且ρv2>740kg/(m·s2)或者介質(zhì)無(wú)腐蝕或無(wú)磨蝕性，但ρv2>2355kg/(m·s2)（ρ為介質(zhì)密度，kg/m3，v為物料流的線速度，m/s）時(shí)，物料進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置防沖板。

②當(dāng)腐蝕介質(zhì)沿切向進(jìn)入設(shè)備，或進(jìn)口管正對(duì)器壁，且其間的距離小于2倍管外徑時(shí)，應(yīng)設(shè)置保護(hù)板。