隨著鈦材料在壓力容器、鈦儲(chǔ)罐和箱等方面應(yīng)用的增加,在考慮材料技術(shù)特性及經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上,選材有三種基本方法:全鈦結(jié)構(gòu)、襯套或襯里用鈦及采用鈦復(fù)合材料(板)。
寶雞鈦設(shè)備廠家選用何種材料取決于設(shè)計(jì)要求、設(shè)備的使用狀態(tài)、所需的材料厚度和相應(yīng)的加工制造方法以及費(fèi)用。概括地說(shuō),關(guān)于壓力容器制造,隨著操作條件的變化,壓力、溫度等參數(shù)的增加而依次采用全鈦、襯套和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。爆炸復(fù)合板比全鈦結(jié)構(gòu)便宜,這一點(diǎn)增加了設(shè)計(jì)者和制造者對(duì)復(fù)合板的興趣。鈦板的成本幾乎是與其厚度成正比,也就是正比于材料的使用數(shù)量。但是爆炸復(fù)合板的成本與爆炸連接技術(shù)有關(guān),而與板材厚度關(guān)系不大。將鈦貼面厚度為2mm的爆炸復(fù)合板和全鈦板在每平方米價(jià)格上作一比較就可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)厚度為20mm時(shí)兩者價(jià)格是一樣的。因此,當(dāng)厚度小于20mm時(shí),全鈦板較便宜。當(dāng)然,還必須考慮到其他幾個(gè)因素。復(fù)合板的所有焊合及內(nèi)部附件的連接處具有更大的復(fù)雜性,因此,實(shí)際上的盈虧平衡點(diǎn)對(duì)于簡(jiǎn)單容器來(lái)說(shuō),厚度要超過(guò)20mm,而對(duì)復(fù)雜容器則更厚才合算。但是超過(guò)一定厚度后,由于鈦的活性大,使焊接存在著困難,而厚鋼板的焊接問(wèn)題早已解決。
一種常被人們選擇的方法是,襯里容器用鈦?zhàn)鲀?nèi)容器,其材料厚度為5mm,以使它能支撐自重,并能在兩側(cè)完全焊接以確保具有較高的焊接完整性。這一容器經(jīng)過(guò)充分試驗(yàn)和檢查后,以兩半形式制作碳鋼或低合金鋼外殼,并按鈦容器的外徑加工鋼殼內(nèi)表面,以獲得配合界面。這兩半鋼殼裝配到鈦容器上,然后沿鋼容器的縱縫進(jìn)行焊接,再焊上容器的端面,最后合成的是一個(gè)在鋼外殼里有一個(gè)預(yù)應(yīng)力鈦殼的容器。用這樣的技術(shù)已加工制造出直徑4m和長(zhǎng)12m的反應(yīng)器,其操作壓力和溫度分別可為30×105Pa和180℃。