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钛设备的设计特点

作者: admin 时间:2020-12-18 来源:未知
摘要:钛设备的设计特点...

钛更昂贵,设计应尽可能节省材料。不接触腐蚀性介质的组件应尽可能用钢代替。当气缸,缸盖和管板的厚度较厚时,应采用钛衬或钛钢复合板的结构。
 
钛容器的抗拉强度安全系数nb不得小于3;屈服强度(规定的残余伸长应力)安全系数ns不应小于1、5、 1、5的下限值与nb的下限值3、0之比为0、5、钛的钛设备产率较高。室温下容器钛的屈服比为0、6到0、8、必须超过0、5、因此,当温度不高时,抗拉强度的计算是钛容器强度计算的决定性因素。当温度不高时,钛的许用应力也基于拉伸强度。
 
尽管该标准规定全钛容器的设计温度可以达到300℃,但钛的强度却随着温度的升高而降低很多(明显比钢高)。钛在200°C时的拉伸强度仅为室温的2/3(TA1)或一半(TA0),而在300°C时的拉伸强度仅为室温的一半钛反应釜(TA1)或1/3(TA0)因此,温度越高,钛的消耗量就越大,设计应综合权衡技术和经济效果,以选择设计方案。
 
不锈钢,铝和某些镍合金容器应考虑是否通过晶间腐蚀敏感性试验,而钛容器则无需考虑晶间腐蚀试验。
 
几乎没有介质条件会导致钛产生应力腐蚀,例如发烟硝酸,含盐酸的甲醇,三氯乙烯,高温氯化物,四氧化氮,四氯化碳,熔融金属盐,尿嘧啶,溴蒸气等介质,一般不考虑应力腐蚀问题。钛的应力腐蚀问题比奥氏体不锈钢少得多。
 
钛的腐蚀电位比其他常用金属更强。在电腐蚀中,钛通常是阴极。当阴极反应是析氢反应时,钛易于氢脆化。当钛盘管在容器中使用其他金属时,应考虑此问题。但是,钛和不锈钢的腐蚀电位通常相差不大(小于50mV),并且通常不考虑电腐蚀。例如,钛制内部构件可用于不锈钢容器,而不锈钢制内部构件可用于钛容器。
 
工业纯钛在某些条件下容易发生缝隙腐蚀。 TA9和TA10具有良好的耐缝隙腐蚀性能。
 
如果介质的流速超过临界流速,则会损坏表面钝化膜并大大加剧腐蚀。设计时应注意介质流量不超过临界流量。钛制容器允许更高的流速。在常温海水中,钛的临界流速超过20m / s,铜合金的临界流速超过2、6m / s,钛设备镍合金的Ni70Cu30的临界流速超过4〜5m / s。
 
当温度不高时,常用的TA2钛管比20钢管和18-8钢管稍强。钛的耐腐蚀性优于钢。腐蚀裕度通常很小或为0、钛的结垢系数比钢低,因此,钛热交换管的壁厚通常小于钢管的壁厚。钢制热交换管的常见壁厚分别为1、5mm,2、0mm和2、5mm,而钛管的常见壁厚分别为1、0mm,0、8mm。 ,例如0、6mm等。尽管钛的导热率比钢的导热率低得多,但是由于用于热交换的钛管壁较薄,因此钛壳管式热交换器通常不一定钛反应釜必须比钢高壳管式热交换器。较大的热交换面积,即钛热交换器可以尝试采用类似于钢热交换器的设备尺寸,并且不必消耗更多的钛。
 
对于由不锈钢和钢的复合板制成的容器,可以在焊接接头处将覆层不锈钢和基层钢焊接在一起。包覆层和基础层具有一定的连接强度,因此包覆层和基础层都可以参与强度计算。共同承担责任。但是钛盘管,对于由钛和钢复合板制成的容器,包层的钛和基钢不能在焊接接头处焊接在一起,并且包层和基层在焊接接头处没有连接强度,因此钛包层不能参与强度计算。无论轴承载荷如何,它仅起耐腐蚀作用,并且载荷完全由基体钢承担。
 
可以在普通钢上堆焊不锈钢,作为不锈钢复合板的一种形式。它可以堆焊在头部,管板表面,壳体的过渡区域(例如连接部分)甚至整个壳体内部。达到不锈钢层耐腐蚀的目的。堆焊可以在容器制造钛设备厂中进行,非常方便。但是不可能在钢基层上覆盖钛层。
 
在室温下,铁素体钢的线膨胀系数约为11、7X10-6 /℃,18-8不锈钢的线膨胀系数为16、6X10-6 /℃,钛为8、5X10-6 /℃。对于衬板和复合板容器,钛反应釜当容器温度升高时,不锈钢衬板或覆层承受压缩热应力,而钛衬板或覆层承受拉伸热应力。应该说,钛层比不锈钢层受到更大的应力,因此,带钛衬里和钛复合板的容器的允许升温速率应更低。
 
钛在室温下有一点蠕变。气缸盖的设计可以忽略。钛螺栓很容易抓住。容器中应使用钢制螺栓代替钛制螺栓。当有钛螺栓时,可以选择强度更高的钛材料,或者可以对钛螺栓进行表面离子氮化处理以提高表面硬度。
 
攻丝钛工件时,丝锥上有限的切屑槽和钛的严重附着力将使螺纹变差。当攻丝终止时,钛倾向于在攻丝上收缩,这很容易导致攻丝断裂。在钛制容器的设计中,应尽可能避免出现细钛盘管长孔和细长盲孔,并且应适当放宽适合等级的公差。
 
钛容器的阳极氧化处理可以去除表面的铁污染,并使钛表面形成更厚且致密的预钝化膜。在容器使用的初期,它可以提高耐腐蚀性。当钛容器更重要时,设计可能需要对钛容器进行阳极氧化处理。
 
钛材料的通用等级为TA0、TA1、钛管的通用等级为TA1、TA2、管板和法兰的通用等级为TA2、TA3、

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