钛制设备设计的注意事项 |
[ 信息发布:本站 | 发布时间:2024-09-06 | 浏览:657次 ] |
钛制设备设计时,应综合考虑其适用范围、选材原创、设计原则、技术要求等,从而制造出满足使用要求的经济、高效、节能的钛制设备。 (一)适用范围 钛是一种耐腐蚀的金属,但并不是适用于一切腐蚀介质,选用钛制设备除了注意介质的温度外,还应注意介质的成分、浓度、含水量、流动速度等,同时避免形成电偶。 根据钛的化学及力学性能,钛制设备的直径及使用压力范围较广。但结合温度考虑,工业纯钛不宜作为温度高于330℃以上的设备使用,钛-钢复合板制设备使用温度一般控制在200~450℃。钛的低温性能良好,使用范围较广,纯度高的工业纯钛或间隙元素极低的a+β型钛合金一般能满足化工等低温生产要求, (二)选材原则 钛在设备上的应用,主要用到钛的耐蚀性,其次考虑高比强度、无磁、记忆功能等特性。设计者应根据设备使用条件、所处位置、加工程度等不同情况而选用钛及钛合金材料;切忌简单地用钛代替设备上已有材料。一般来说,工业纯钛塑性好,易于加工成形。其中TAO和TA1一般用于要求变形量较大的场合,换热板最好用TA0、TA1-1,换热管多用TA2,管板要求耐摩擦及较高强度时用TA3;当介质是非氧化性的又无缓蚀剂,应选用耐蚀钛合金,但必须注意其加工制造性及材料性能指标等;容易产生缝隙腐蚀时最好选用TA9或TA10或经镀Pd处理的钛合金;需要较大应力的紧固件和非焊接件等可选用TC4钛合金;在高温高浓度的硝酸介质(强还原性介质)中,选用Ti-5Ta型合金;Ti-32MO合金是高合金化的β型合金,耐蚀性好,但加工性差,熔炼时易产生偏析;用于强腐蚀介质的钛材,尤其是焊接母材及焊丝,其Fe、O含量应控制在较低的水平,避免焊接时产生富铁相,发生电化腐蚀。 对于新型化工设备,在设计选材时,除查看钛的腐蚀数据外,还必须预先做挂片试验,确认钛材的耐腐蚀性和使用的可靠性,因为介质中的某些微量杂质可能对钛的耐性产生重大影响,既可能起缓蚀作用,也可能起增蚀作用。因此,设计师对钛材的选用一定要慎重。 (三)设计原则 钛制设备设计时,应根据介质的压力、温度、流速、设备的外形及几何尺寸、操作情况等,经济、合理、可靠地选用不同结构型式。一般来说,压力、温度低的小型容器,可用全钛制,反之,可用复层结构。 在设计中,应综合考虑钛材的加工性能、导热性能、焊接性能、应力松弛性能、腐蚀性能、膨胀性能等,决定是否使用钛材,以及确定设计结构。 (四)技术要求 钛制设备能否高效、安全运行,制造质量至关重要。钛的加工工艺、组合性能与设备运行之间存在着密切关系,有时甚至是决定性因素,导致设备不能安全运行、报废或大大降低其使用寿命。因此在钛制设备的技术条件中,必须对原材料、制造、装配及检测方法等提出要求,并严格按照制造工艺规程进行加工制造。 (五)其他要求 钛制设备投产后,要达到安全运行,正确的操作、维护、使用也很重要。因此在设计中也要综合考虑设备的可操作性、维护性、环境等因素。 |
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