Tất cả-thùng chứa titanđược sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hóa học, kỹ thuật hàng hải và hàng không vũ trụ do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và đặc tính nhẹ của titan. Tuy nhiên, các đặc tính đặc biệt của titan (chẳng hạn như-sự suy giảm độ bền nhiệt độ cao, mô đun đàn hồi thấp và tính nhạy cảm với phản ứng với các nguyên tố tạp chất) áp đặt các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt đối với thiết kế cấu trúc thùng chứa.
A. Khả năng thích ứng trong quá trình hàn: Ràng buộc kép về bảo vệ và khả năng vận hành Titanium có khả năng phản ứng hóa học cao ở trạng thái nóng chảy, dễ dàng phản ứng với các nguyên tố như oxy, nitơ và hydro, dẫn đến hiện tượng giòn trong mối hàn.
1. Đảm bảo không gian vận hành: Phải dành đủ không gian tại khu vực hàn để đảm bảo dụng cụ hàn TIG có thể di chuyển tự do, tránh tình trạng bao phủ khí bảo vệ không đủ do hạn chế về không gian. Các lỗ phun của vỏ phải vuông góc với trục nhất có thể để đơn giản hóa việc thiết kế các thiết bị che chắn và cải thiện hiệu quả bảo vệ khu vực hàn.
2. Bảo vệ vùng nhiệt độ-cao: Tất cả các mối hàn phải được bảo vệ liên tục bằng khí trơ (chẳng hạn như argon-có độ tinh khiết cao) ở vùng nhiệt độ-cao trên 400 độ để ngăn chặn quá trình oxy hóa. Thiết kế kết cấu nên tránh tạo thành các khoang kín để đảm bảo lưu thông đủ khí bảo vệ.
3. Kiểm soát khoảng cách cạnh cùn: Khe hở cạnh cùn của mối hàn đối đầu phải nhỏ hơn khoảng cách của thùng thép (thường Nhỏ hơn hoặc bằng 1mm) để bù đắp cho sự chênh lệch về độ lỏng của bể nóng chảy do nhiệt độ nóng chảy cao của titan (1668 độ ) và độ dẫn nhiệt thấp (17W/m·K).
B. Khả năng tương thích vật liệu: Việc kết hợp thép-titan liên kim loại bị cấm. Các yếu tố tạp chất phải được kiểm soát chặt chẽ. Titan tạo thành các hợp chất liên kim loại cứng và giòn (như TiFe và TiNi) với các kim loại như sắt và niken ở nhiệt độ cao, làm giảm đáng kể độ dẻo của mối hàn. Thiết kế kết cấu phải tuân thủ các nguyên tắc sau:
1. Cách ly thép-Tiếp xúc với titan: Ngoại trừ hàn và hàn đồng bằng nổ, hàn trực tiếp giữa titan và thép đều bị nghiêm cấm. Đối với các bộ phận thứ cấp như mặt bích lỏng và bu lông kết nối làm bằng thép cacbon, phải đạt được cách ly điện thông qua các miếng đệm hoặc lớp phủ cách điện. Khi kết nối thùng chứa titan với ống thép, nên sử dụng các mối nối chuyển tiếp bằng thép-titan hoặc vách ngăn phi kim loại.
2. Tránh nhiễm bẩn chéo: Trong quá trình sản xuất, các trạm xử lý titan và thép phải được tách biệt nghiêm ngặt để ngăn chặn việc sử dụng chéo các công cụ (chẳng hạn như bánh mài và dũa) có thể dẫn đến nhiễm bẩn sắt trên bề mặt titan. Trước khi hàn titan, cặn oxit phải được loại bỏ bằng phương pháp tẩy gỉ (hỗn hợp axit HF + HNO₃) hoặc mài cơ học để đảm bảo độ tinh khiết của vùng hàn.
C. Kiểm soát ứng suất: Thiết kế liên tục và tối ưu hóa thông số hình học. Mô đun đàn hồi của titan (105 GPa) chỉ bằng 55% so với thép nên dễ bị biến dạng hoặc nứt do tập trung ứng suất.
D. Bảo vệ chống ăn mòn: Thiết kế khả năng thích ứng với môi trường và các biện pháp bảo vệ. Vật liệu titan dễ bị ăn mòn kẽ hở hoặc ăn mòn điện trong việc khử axit, clorua và các môi trường khác. Thiết kế kết cấu phải kết hợp các biện pháp bảo vệ cho các tình huống ăn mòn khác nhau.
E. Sự cân bằng-kinh tế: Các kịch bản áp dụng và lựa chọn vật liệu Thiết kế của tất cả-hộp đựng bằng titan yêu cầu sự cân bằng giữa hiệu suất và chi phí:
1. Temperature and Pressure Limitations: The permissible temperature should not exceed 250℃ (the strength of titanium decreases significantly above 200℃), and the pressure is recommended to be controlled below 0.5MPa. When the calculated thickness is >13mm, hiệu quả kinh tế của titan nguyên chất giảm và cần phải đánh giá các tấm composite hoặc phương án gia cố cục bộ.
2. Thiết bị có kích thước-nhỏ và vừa: Đối với các thùng chứa có kích thước-nhỏ và vừa (chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt và bể chứa) có nhiệt độ Nhỏ hơn hoặc bằng 150 độ và áp suất Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5MPa, cấu trúc hoàn toàn-titan mang lại hiệu quả chi phí{6}}tốt nhất.
Đối với các thiết bị-áp suất cao lớn, nên dùng tấm composite bằng thép-titan để cân bằng khả năng chống ăn mòn và tính kinh tế.
Công ty TNHH Vật liệu kim loại Baoji Reliab
Điện thoại di động: 0086 13092900605
Phòng kinh doanh 1: WhatsApp +8613092900605 (Mr.Gary)
Phòng kinh doanh 2: +8613092913521(Ms. Sophia)
Địa chỉ: Số 35 Đường Baoti, Quận Weibin, Baoji, Trung Quốc
