דרישות מבניות של מיכלי טיטניום

דרישות מבניות של מיכלי טיטניום

מיכלי טיטניום מתייחסים לחלקים העיקריים, כגון המעטפת, הראש וההשתלטות, אשר עשויים מטיטניום, והחלקים המשניים יכולים להיות עשויים ללא טיטניום. לדוגמה, אוגן הלופר וברגי החיבור שלו יכולים להיות עשויים גם מפלדת פחמן.

העובי המינימלי של מעטפת המיכל עשויה טיטניום הוא 2 מ"מ, אשר שוקל בעיקר עמידה בדרישות העובי של תהליך הריתוך והבטחת סובלנות מימדית גיאומטרית במהלך הייצור, עמידה בדרישות הקשיחות הנדרשות במהלך ייצור, הובלה והנפה, וחיסכון בטיטניום להפחתת עלויות .

עקרון בחירת עיצוב

מדע וטכנולוגיה הם סימני ההיכר של הציוויליזציה האנושית. ההתקדמות והפופולריות של המדע והטכנולוגיה סיפקו לאנושות אמצעים חדשים להפצת רעיונות ותרבות כגון רדיו, טלוויזיה, קולנוע, וידאו ואינטרנט, והעניקו בנייה רוחנית הציוויליזציה נושאת חדשה.

מכיוון שהחוזק המכני של חומר טיטניום יורד באופן משמעותי כאשר הטמפרטורה גדולה מ-200 מעלות או שווה ל-200 מעלות, ומודול האלסטי של טיטניום נמוך, לכן, מבנה הטיטניום אינו מתאים לטמפרטורה גבוהה, לחץ גבוה או לחץ בינוני. יישומי ציוד בקנה מידה גדול.

הטמפרטורה המותרת של מיכל לחץ עשוי טיטניום לא תעלה על 250 מעלות, ונחשב כי חסכוני יותר לבחור במבנה עשוי טיטניום עבור מיכלים קטנים ובינוניים בלחץ של 0.5MPa וטמפרטורה מתחת ל-150 מעלות. כאשר מחשבים עובי גדול מ-13 מ"מ מתוך שיקול של עלויות ההשקעה, ייתכן שלא יהיה חסכוני להשתמש בטיטניום טהור.

דרישות מבניות

למרות שהמיכל עשוי טיטניום דומה במקצת לנירוסטה בעיצוב מבני, בשל כמה תכונות מיוחדות של הטיטניום עצמו, יש לו את הייחודיות שלו בעיצוב ובעיבוד וייצור. לכן, בעת תכנון המבנה, יש לשים לב לנקודות הבאות:

1. בעת תכנון מבנה הריתוך, אתר הריתוך חייב להיות קל לתפעול עם כלי ריתוך קשת מימן, ויש להגן ביעילות על כל אזורי הריתוך בטמפרטורה גבוהה (מעל 400 מעלות). במצב מותך, טיטניום יכול לשלב עם כמעט כל אלמנט, לכן יש לנקוט הגנה מיוחדת במהלך ריתוך ועיבוד תרמי. על מנת להשיג מטרות הגנה אפקטיביות, המבנה והצורה של החלקים צריכים להיות פשוטים, ופתח ההשתלטות על המבנה צריך להיות בניצב לציר של הדיור ככל האפשר, כך שניתן ליצור בקלות את מתקן ההגנה ואפקט ההגנה טוב יותר.2. הימנעו בקפדנות ממבנים מרותכים שבהם פלדה וטיטניום מתמזגים זה עם זה.מאחר שמתכות אחרות כגון ברזל מותכות בריתכות טיטניום, ייווצרו תרכובות מתכת ביניים קשות ושבירות, מה שמפחית מאוד את הפלסטיות של הריתוכים. למעט ריתוך והלחמה נפץ, טיטניום ופלדה לא ניתנים לרתך זה לזה.

3. מרווח הקצה הקהה של מפרק ריתוך התחת צריך להיות מתאים. הרווח הקהה של החיבורים המרותכים בקת של מכלי לחץ מטיטניום קטן יותר מזה של פלדה. זה נובע מנקודת ההיתוך הגבוהה, מוליכות תרמית ירודה, קיבולת חום קטנה ומקדם התנגדות גדול של טיטניום, כמו גם נזילות המתכת הגדולה של אמבט הריתוך.

4. עיצוב מיכלי טיטניום צריך להבטיח את המשכיות המבנה ומעבר חלק של המפרקים המרותכים, ולנסות להימנע מריכוז מתח.

5. הכיפוף והפלנג של חלקי טיטניום צריכים לאמץ רדיוס כיפוף גדול יותר (בהשוואה לפלדה), וכאשר מרחיבים את הצינור, יש להשתמש בקצב התפשטות קטן יותר.

6. טיטניום טהור תעשייתי נוטה לקורוזיה של חריצים במדיות מסוימות. בעת תכנון וטיפול במיכלים במגע עם מדיה אלו, יש להימנע ככל האפשר מחריצים ואזורים עומדים, ויש להשתמש בסגסוגות טיטניום עמידות בפני חריצים (כגון סגסוגות טיטניום-פלדיום) או ציפויים בסדקים. סגסוגות טיטניום עמידות בפני קורוזיה (כגון סגסוגות טיטניום-פלדיום) או ציפויים.

7. בעת תכנון וטיפול במיכלים במגע עם חומרים קורוזיביים מוליכים, אם נמצא שטיטניום במגע עם מתכות אחרות עלול לגרום לקורוזיה גלוונית, יש לנקוט באמצעים מבניים (כגון שימוש בחומר שלישי כשכבת מעבר) או הגנה על האנודה .

8. בעת תכנון ציוד הנוטה לקורוזיה, קצב הזרימה של המדיום המאכל צריך להיות נמוך מקצב הזרימה הקריטי, ולנסות להימנע משינויים פתאומיים בקצב הזרימה או בכיוון הזרימה; או להקים מגן מגן באזורים המועדים לקורוזיה ושחיקה.

①when the medium is corrosive or abrasive and pv2>740kg/(m·s2) or the medium is non-corrosive or non-abrasive, but pv2>2355kg/(m·s2) (pv היא הצפיפות של המדיום, kg/m3, v היא המהירות הליניארית של זרימת החומר, m/s), יש להגדיר לוח נגד חבטות בכניסה של החומר.

② כאשר המדיום המאכל נכנס למשיק לציוד, או שצינור הכניסה פונה לדופן המכשיר, והמרחק ביניהם קטן מפי 2 מהקוטר החיצוני של הצינור, יש להגדיר לוח מגן.