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關(guān)于鈦設(shè)備的設(shè)計(jì)要點(diǎn)——容器

[ 信息發(fā)布:本站 | 發(fā)布時(shí)間:2020-07-10 | 瀏覽:929 ]

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。

近些年來(lái),襯里容器的設(shè)計(jì)與制造已有了很大的發(fā)展。由于發(fā)展初期,鈦的成本較高,以碳鋼容器內(nèi)只能襯以盡可能薄的鈦。這樣,內(nèi)襯的鈦可以抗介質(zhì)腐蝕,而鋼的外殼承受需要的壓力。這種薄襯里結(jié)構(gòu)已經(jīng)被證明,在工作溫度稍高于室溫及不涉及真空的較低壓力下使用是令人滿意的。
對(duì)于壓力高達(dá)200×105Pa和溫度高達(dá)200℃的大直徑反應(yīng)容器,薄層技術(shù)就不適用了,而要選取其他的結(jié)構(gòu)。

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℃。



在苛刻條件下使用的容器可用鈦復(fù)合板制造,這種材料是用爆炸連接技術(shù)生產(chǎn)的,金屬之間的剪切強(qiáng)度為200~275MPa。鈦復(fù)合板的對(duì)接焊是撕去復(fù)合板背后復(fù)合層,進(jìn)行正常的鋼板焊接,然后用鈦板搭接。但是在搭接之前必須把搭板在復(fù)合板上搞平。顯然不能把鈦疊在鋼板上焊接,因?yàn)檫@兩種材料是不相容的。但是可以把鈦焊到銀上,因?yàn)殂y和鈦及鐵都是相容的。

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