Лепшыя кітайскія тытанавыя матэрыялы, тытанавы ствол, тытанавыя кантэйнеры, вытворца тытанавага сплаву

Канструктыўныя патрабаванні да ўсіх тытанавых кантэйнераў: ключавыя характарыстыкі ад праектавання да вытворчасці

Усе тытанавыя кантэйнеры шырока выкарыстоўваюцца ў такіх галінах, як хімічнае машынабудаванне, марская тэхніка і аэракасмічная прамысловасць, дзякуючы сваёй выдатнай каразійнай устойлівасці і лёгкім характарыстыкам. Аднак спецыяльныя характарыстыкі тытанавых матэрыялаў, такія як згасанне трываласці пры высокай тэмпературы, нізкі модуль пругкасці і лёгкая рэакцыя з прымешкавымі элементамі, прад'яўляюць строгія патрабаванні да канструкцыі кантэйнера. У гэтым артыкуле сістэматычна выкладзены тэхнічныя патрабаванні да канструкцыі ўсіх тытанавых кантэйнераў, якія ахопліваюць чатыры вымярэння: адаптыўнасць працэсу зваркі, сумяшчальнасць матэрыялаў, кантроль напружання і абарона ад карозіі.

Адаптыўнасць працэсу зваркі: двайныя абмежаванні абароны і працаздольнасці

Тытанавыя матэрыялы валодаюць надзвычай моцнай хімічнай актыўнасцю ў расплаўленым стане і схільныя рэагаваць з такімі элементамі, як кісларод, азот і вадарод, што прыводзіць да далікатнасці зварных швоў. Такім чынам, канструктыўная канструкцыя павінна аддаваць прыярытэт патрабаванням працэсу зваркі:

1. Гарантыя аператыўнага прасторы

На месцы зваркі павінна быць зарэзервавана дастаткова месца, каб аргонна-дугавой зварачны інструмент мог свабодна рухацца і каб пазбегнуць недастатковага пакрыцця ахоўным газам з-за абмежаванай прасторы.

Адтуліну злучальнай трубы абалонкі павінна быць максімальна перпендыкулярна восі, што спрашчае канструкцыю ахоўнага прыстасавання і паляпшае ахоўны эфект зоны зваркі.

2. Абарона ў зонах з высокай тэмпературай

Усе зварныя злучэнні ў зонах з высокай тэмпературай вышэй за 400 ℃ неабходна пастаянна абараняць інэртным газам (напрыклад, аргонам высокай чысціні), каб прадухіліць акісленне.

Канструктыўная канструкцыя павінна пазбягаць утварэння закрытых камер і забяспечваць дастатковую цыркуляцыю ахоўнага газу.

3. Кантроль зазору тупых краёў

Зазор паміж тупымі краямі стыкоўных зварных злучэнняў павінен быць меншым, чым у сталёвых кантэйнераў (звычайна ≤ 1 мм), каб кампенсаваць розніцу ў цячэнні расплаву, выкліканую высокай тэмпературай плаўлення (1668 ℃) і нізкай цеплаправоднасцю (17 Вт/м · К) тытанавых матэрыялаў.

Празмерныя зазоры могуць выклікаць калапс ванны расплаву, у той час як недастатковыя зазоры могуць прывесці да дэфектаў няпоўнага плаўлення.

Сумяшчальнасць матэрыялаў: плаўленне тытанавай сталі забаронена, элементы прымешак строга кантралююцца

Тытан утварае пры высокіх тэмпературах цвёрдыя і далікатныя інтэрметалідныя злучэнні (напрыклад, TiFe, TiNi) з такімі металамі, як жалеза і нікель, значна зніжаючы пластычнасць зварных швоў. Канструктыўная канструкцыя павінна адпавядаць наступным прынцыпам:

1. Ізалюйце сталёвы тытанавы кантакт

За выключэннем зваркі выбухам і пайкі, прамая зварка тытана і сталі строга забароненая. Калі вугляродзістая сталь выкарыстоўваецца для другасных кампанентаў, такіх як аслабленыя фланцы і злучальныя балты, электрычная ізаляцыя павінна быць дасягнута з дапамогай ізаляцыйных пракладак або пакрыццяў.

Пры злучэнні тытанавых кантэйнераў са сталёвымі трубаправодамі варта выкарыстоўваць пераходныя злучэння з тытанавай сталі або неметалічныя перагародкі.

2. Пазбягайце перакрыжаванага заражэння

Падчас вытворчага працэсу неабходна строга адрозніваць станцыі апрацоўкі тытана і сталі, каб прадухіліць перакрыжаванае выкарыстанне інструментаў (такіх як шліфавальныя кругі і напільнікі) ад забруджвання паверхні тытанавых матэрыялаў элементамі жалеза.

Перад зваркай тытанавых матэрыялаў неабходна выдаліць аксідную акаліну праз кіслотную прамыўку (HF+HNO ∝ змешаная кіслата) або механічную паліроўку, каб забяспечыць чысціню зварнога шва.

Стрэс-кантроль: бесперапыннасць дызайну і аптымізацыя геаметрычных параметраў

Модуль пругкасці тытана (105 ГПа) складае толькі 55% ад модуля пругкасці сталі, і ён схільны да дэфармацыі або парэпання з-за канцэнтрацыі напружання. Канструктыўная канструкцыя патрабуе кантролю напружання з дапамогай наступных мер:

1. Структурная пераемнасць

Каб пазбегнуць рэзкіх змяненняў у папярочным перасеку, зварачныя злучэнні павінны мець канструкцыю з плыўным пераходам (напрыклад, радыус шчыліны ≥ 3-кратнай таўшчыні пласціны), каб паменшыць фактары канцэнтрацыі напружання.

Злучэнне паміж абалонкай і злучальнай трубой неабходна ўзмацніць кольцамі або лакальна патаўсціць для павышэння калянасці.

2. Параметры працэсу фармавання

Мінімальны ўнутраны радыус сагнутых дэталяў павінен быць у ≥ 5 разоў больш таўшчыні пласціны (звычайна ў 2 разы для сталёвых дэталяў), каб прадухіліць расколіны, выкліканыя халодным умацаваннем тытанавых матэрыялаў.

Хуткасць пашырэння ў працэсе пашырэння трубкі павінна кантралявацца на ўзроўні 1% -2% (3% -5% для сталёвых частак), каб пазбегнуць празмернай дэфармацыі, якая можа прывесці да разрыву межаў зерняў.

3. Ніжняя мяжа таўшчыні абалонкі

Мінімальная таўшчыня абалонкі кантэйнера складае 2 мм, каб адпавядаць патрабаванням працэсу зваркі, допускам геаметрычных памераў і патрабаванням калянасці пры транспарціроўцы і ўздыме, а таксама з улікам эканоміі матэрыялаў.

Абарона ад карозіі: канструкцыя сярэдняй адаптыўнасці і ахоўныя меры

Тытанавыя матэрыялы схільныя да шчыліннай або гальванічнай карозіі ў аднаўленчых кіслотах, хларыдах і іншых асяроддзях. Канструктыўная канструкцыя павінна прымаць ахоўныя меры для розных сцэнарыяў карозіі:

1. Пазбяганне шчыліннай карозіі

Пазбягайце стварэння вузкіх шчылін або застойных участкаў, а вышыню зварнога шва трэба кантраляваць у межах 0,5 мм, каб паменшыць назапашванне асяроддзя.

У асяроддзях з моцнымі каразійнымі асяроддзямі, такімі як вільготны газападобны хлор, на зазорах варта выкарыстоўваць устойлівыя да карозіі тытанавыя сплавы (напрыклад, Ti-0,2Pd) або політэтрафтарэтыленавыя пакрыцця.

2. Абарона ад гальванічнай карозіі

Калі тытан уступае ў кантакт з рознымі металамі, такімі як медзь і нержавеючая сталь, неабходна блакаваць гальванічны ток шляхам ізаляцыі пракладак, напылення керамічных пакрыццяў або ўстаноўкі трэцяга металічнага пераходнага пласта.

У токаправодных асяроддзях, такіх як марская вада, патэнцыял тытанавых кампанентаў павінен быць ніжэй, чым у суседніх металаў, або для абароны варта выкарыстоўваць ахвярныя аноды.

3. Праектаванне абароны ад эрозіі

Расход асяроддзя перавышае крытычнае значэнне (каразійнае асяроддзе ρ v ²>740 кг/(м · с ²); калі некаразійнае асяроддзе ρ v ² больш за 2355 кг/(м · с ²), на ўваходзе неабходна ўсталяваць пласціну супраць сутыкнення.

Калі тангенцыяльны ўваход або вусце трубы звернуты да сцяны і адлегласць менш чым у 2 разы перавышае дыяметр трубы, неабходна ўсталяваць ахоўную пласціну, каб прадухіліць прамы ўдар высакахуткаснага асяроддзя са сцяной.

Эканамічны кампраміс: прыдатныя сцэнарыі і выбар матэрыялаў

Канструкцыя ўсіх тытанавых кантэйнераў патрабуе балансу паміж прадукцыйнасцю і коштам:

1. Абмежаванні па тэмпературы і ціску

Дапушчальная тэмпература не павінна перавышаць 250 ℃ (трываласць тытанавых матэрыялаў значна зніжаецца вышэй за 200 ℃), а ціск рэкамендуецца кантраляваць ніжэй за 0,5 МПа.

Калі разлічаная таўшчыня перавышае 13 мм, эканомія чыстага тытана зніжаецца, і неабходна ацаніць кампазітную пласціну або лакальную схему ўзмацнення.

2. Прыярытэт аддаецца прыладам малога і сярэдняга памеру

Кантэйнеры малога і сярэдняга памеру (напрыклад, цеплаабменнікі і рэзервуары для захоўвання) з тэмпературай ≤ 150 ℃ і ціскам ≤ 0,5 МПа з'яўляюцца найбольш эканамічна эфектыўнымі пры выкарыстанні цалкам тытанавай канструкцыі.

Для буйнагабарытнага высакавольтнага абсталявання рэкамендуецца выкарыстоўваць кампазітныя пласціны з тытанавай сталі з улікам як каразійнай устойлівасці, так і эканамічнасці.

Заключэнне

Канструктыўная канструкцыя ўсіх тытанавых кантэйнераў павінна быць засяроджана на «прыдатнасці працэсу» шляхам аптымізацыі прасторы для зваркі, ізаляцыі рознародных металаў, кантролю канцэнтрацыі напружання і забеспячэння мэтанакіраванай абароны ад карозіі, каб забяспечыць надзейнасць і эканамічнасць кантэйнера ў экстрэмальных умовах працы. З развіццём тэхналогій апрацоўкі тытана, такіх як адытыўная вытворчасць і лазерная зварка, межы прымянення ўсіх тытанавых кантэйнераў будуць працягваць пашырацца, забяспечваючы ключавую падтрымку для вытворчасці высокакласнага абсталявання.

апублікаваць у:

наступны: Прымяненне тытанавага сплаву пры аднаўленні арбітальных пераломаў: магчымасці і праблемы суіснуюць

Baoji Qiyuexin Metal Material Co., Ltd.

Канструктыўныя патрабаванні да ўсіх тытанавых кантэйнераў: ключавыя характарыстыкі ад праектавання да вытворчасці