行業(yè)動(dòng)態(tài)
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鈦制設(shè)備設(shè)計(jì)特點(diǎn) |
[ 信息發(fā)布:本站 | 發(fā)布時(shí)間:2024-08-15 | 瀏覽:172次 ] |
1.在設(shè)計(jì)焊制鈦設(shè)備時(shí),其結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單,便于清洗焊縫附近的表面和焊接時(shí)用惰性氣體保護(hù)焊縫的正背面。 2.工業(yè)純鈦和鈦合金本身或相互之間是可以焊接的,但不能與其他金屬熔焊。需要與其他金屬連接時(shí),只能采用粘接、釬焊、爆炸焊和螺栓連接。 3. 由于鈦的熱導(dǎo)率小和熔點(diǎn)高,熔融鈦具有更大的流動(dòng)性,因此,它的焊接接頭的鈍邊間隙比其他金屬小。 4.鈦的抗蠕變性能差,不僅在高溫,即使在常溫下也發(fā)生蠕變行為,所以在設(shè)計(jì)承受載荷的連接鈦的連接螺檢和要求保持嚴(yán)格形狀的設(shè)備及結(jié)構(gòu)時(shí)不宜采用鈦材。 5.鈦的鉆孔和攻螺紋是比較困難的,因此,在設(shè)計(jì)鈦設(shè)備時(shí)應(yīng)盡量避免盲孔或過(guò)長(zhǎng)的通孔,并盡可能避免在設(shè)備上攻絲。 6.鈦的沖擊韌性和斷裂韌性較差,在設(shè)計(jì)鈦設(shè)備時(shí)要保持結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和焊縫的平滑,盡量避免出現(xiàn)應(yīng)力集中。 7.鈦在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力較大,在設(shè)計(jì)鐵設(shè)備時(shí),要盡量避免焊縫處于斷面及形狀變化處和應(yīng)力集中區(qū)。 8.鈦的熱導(dǎo)率小,對(duì)于高溫下使用的厚壁鐵設(shè)備,盡量要計(jì)算升溫時(shí)鐵設(shè)備承受的熱應(yīng)力。 9.鈦的線脹系數(shù)小,當(dāng)設(shè)計(jì)鈦襯里的碳鋼或不銹鋼設(shè)備時(shí),應(yīng)考慮鈦襯里承受的熱應(yīng)力或變形。 10.鈦材對(duì)缺口的敏感性較高,所以在設(shè)計(jì)承受循環(huán)載荷的設(shè)備和零部件時(shí),其表面必須光滑,不允許表面存在劃傷等缺陷,焊縫必須采用焊透的對(duì)焊接,表面應(yīng)盡量平滑。 11.鈦的彈性模量較低,因此,在設(shè)計(jì)抗彎曲構(gòu)件和按剛性計(jì)算壁厚或振動(dòng)時(shí),不能套用鋼制設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸。 12.鈦的抗摩擦性能較差,當(dāng)鈦與其他金屬發(fā)生滑動(dòng)接觸時(shí),會(huì)出現(xiàn)局部黏著和冷焊現(xiàn)象。所以,在采用鈦?zhàn)鳛槟Σ猎r(shí),必須選擇可以使鈦承受摩擦的材料制成摩擦副,或者對(duì)鈦元件的摩擦表面進(jìn)行硬化處理。 13.鈦具有顯著的回彈性,在設(shè)計(jì)冷沖壓的鈦零部件時(shí),不能套用沖壓鋼制品的模具和工藝。 14.鈦的塑性變形范圍狹小,而且具有明顯的加工硬化現(xiàn)象。所以,鈦制零部件的彎曲和翻邊通常應(yīng)采用較大的彎曲半徑(其彎曲半徑不得小于4~5倍板厚),脹管時(shí)采用較小的脹管率。 15.鈦在某些介質(zhì)中(如高溫的氯化物溶液和尿素-甲胺溶液等)易產(chǎn)生縫隙腐蝕,在設(shè)計(jì)處理這些介質(zhì)的設(shè)備時(shí),應(yīng)最大限度避免出現(xiàn)縫隙和滯流區(qū)。如采用焊接代替螺檢連接、鉚接和脹接;在法蘭連接處的密封面應(yīng)采用耐縫隙腐蝕的鈦合金或涂層;用對(duì)接焊代替搭接點(diǎn)焊。 16.鈦在氧化性、中性和與腐蝕抑制劑共存的還原性介質(zhì)中,特別是在含氯離子、乙酸、脂肪酸和氨基甲酸胺的溶液中具有較高的耐蝕性。但是在發(fā)煙硝酸(NOx>6%;H2O<2%)、干氯氣(靜止設(shè)備 H2O<0.3%;轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備 H2O<1.5%),過(guò)氧化氫和含氟介質(zhì)中使用,便產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕、燃燒和爆炸。所以鈦設(shè)備只能用在前述介質(zhì)中,而不能用在后述介質(zhì)中。 17.鈦在某些高流速和速度突然變化的腐蝕介質(zhì)中,易產(chǎn)生沖刷腐蝕和沖擊腐蝕。所以在設(shè)計(jì)處理上述介質(zhì)的設(shè)備時(shí),腐蝕介質(zhì)的流速應(yīng)低于臨界流速;或在易產(chǎn)生沖刷或沖擊腐 蝕的部位應(yīng)設(shè)置防護(hù)擋板和避免流速變化。 18鈦在某些介質(zhì)中(如甲醇、紅煙硝酸和熔融鹽等),可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞。因此,在設(shè)計(jì)處理有可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的介質(zhì)的設(shè)備時(shí),應(yīng)控制設(shè)備達(dá)到的應(yīng)力水平,特別是應(yīng)避免產(chǎn)生過(guò)大的局部應(yīng)力(如保持結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、消除冷加工和焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力推施),以及選擇抗應(yīng)力腐蝕破裂的鈦材等。 19. 鈦在液氧中有沖擊、摩擦敏感性。如果產(chǎn)生鈦的新鮮表面,在0.35MPa壓力、室溫會(huì)自燃,所以避免液氧和某些氧分壓高的水溶液。 20. 鈦制設(shè)備比較適宜的工作溫度范圍為:純鈦低于250℃,鈦鋼復(fù)合205~350℃。在 氧化氣氛中使用的全工業(yè)純鈦設(shè)備,使用溫度可以高一些,但不宜超過(guò)450℃,所以應(yīng)該避免超溫使用鈦制設(shè)備。 21.鈦具有明顯的各向異性,因此在設(shè)計(jì)單向受力或抗彎曲的構(gòu)件時(shí),應(yīng)注明構(gòu)件所用材料的軋制方向。 22.隨著鐵含量的增加,容易形成電偶腐蝕,同時(shí)也為氫擴(kuò)散到鈦內(nèi)提供了通道,而氫容易導(dǎo)致鈦的脆性,所以要重視鐵污染和環(huán)境氫脆。 23.鈦的力學(xué)性能受溫度的影響較大,當(dāng)設(shè)計(jì)溫度在316℃以下時(shí),決定設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)的因素是該溫度下的抗拉強(qiáng)度值。工業(yè)純鈦不能通過(guò)熱處理提高強(qiáng)度。 24.為避免焊接接頭塑性下降,鈦焊接要求小電流、快速焊,并要求坡口間隙小。由于鈦板的焊接接頭綜合性能較差,焊縫應(yīng)避免位于應(yīng)力最大處。 25.鈦的熱膨脹系數(shù)小,與其他材料一起使用時(shí)應(yīng)考慮熱補(bǔ)償措施。 26.在設(shè)計(jì)時(shí)必須注意鈦材僅用在有腐蝕的部位,而不用作不接觸腐蝕介質(zhì)承構(gòu)件。只要有可能,設(shè)備承受的全部載荷,應(yīng)當(dāng)用碳鋼或其他類似的廉價(jià)材料制作的構(gòu)件來(lái)承擔(dān)。 |
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