鈦制設備設計特點 |
[ 信息發布:本站 | 發布時間:2024-08-15 | 瀏覽:173次 ] |
1.在設計焊制鈦設備時,其結構必須簡單,便于清洗焊縫附近的表面和焊接時用惰性氣體保護焊縫的正背面。 2.工業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,只能采用粘接、釬焊、爆炸焊和螺栓連接。 3. 由于鈦的熱導率小和熔點高,熔融鈦具有更大的流動性,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,即使在常溫下也發生蠕變行為,所以在設計承受載荷的連接鈦的連接螺檢和要求保持嚴格形狀的設備及結構時不宜采用鈦材。 5.鈦的鉆孔和攻螺紋是比較困難的,因此,在設計鈦設備時應盡量避免盲孔或過長的通孔,并盡可能避免在設備上攻絲。 6.鈦的沖擊韌性和斷裂韌性較差,在設計鈦設備時要保持結構的連續性和焊縫的平滑,盡量避免出現應力集中。 7.鈦在焊接過程中產生的殘余應力較大,在設計鐵設備時,要盡量避免焊縫處于斷面及形狀變化處和應力集中區。 8.鈦的熱導率小,對于高溫下使用的厚壁鐵設備,盡量要計算升溫時鐵設備承受的熱應力。 9.鈦的線脹系數小,當設計鈦襯里的碳鋼或不銹鋼設備時,應考慮鈦襯里承受的熱應力或變形。 10.鈦材對缺口的敏感性較高,所以在設計承受循環載荷的設備和零部件時,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焊接,表面應盡量平滑。 11.鈦的彈性模量較低,因此,在設計抗彎曲構件和按剛性計算壁厚或振動時,不能套用鋼制設備的結構尺寸。 12.鈦的抗摩擦性能較差,當鈦與其他金屬發生滑動接觸時,會出現局部黏著和冷焊現象。所以,在采用鈦作為摩擦元件時,必須選擇可以使鈦承受摩擦的材料制成摩擦副,或者對鈦元件的摩擦表面進行硬化處理。 13.鈦具有顯著的回彈性,在設計冷沖壓的鈦零部件時,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象。所以,鈦制零部件的彎曲和翻邊通常應采用較大的彎曲半徑(其彎曲半徑不得小于4~5倍板厚),脹管時采用較小的脹管率。 15.鈦在某些介質中(如高溫的氯化物溶液和尿素-甲胺溶液等)易產生縫隙腐蝕,在設計處理這些介質的設備時,應最大限度避免出現縫隙和滯流區。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采用耐縫隙腐蝕的鈦合金或涂層;用對接焊代替搭接點焊。 16.鈦在氧化性、中性和與腐蝕抑制劑共存的還原性介質中,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。但是在發煙硝酸(NOx>6%;H2O<2%)、干氯氣(靜止設備 H2O<0.3%;轉動設備 H2O<1.5%),過氧化氫和含氟介質中使用,便產生強烈腐蝕、燃燒和爆炸。所以鈦設備只能用在前述介質中,而不能用在后述介質中。 17.鈦在某些高流速和速度突然變化的腐蝕介質中,易產生沖刷腐蝕和沖擊腐蝕。所以在設計處理上述介質的設備時,腐蝕介質的流速應低于臨界流速;或在易產生沖刷或沖擊腐 蝕的部位應設置防護擋板和避免流速變化。 18鈦在某些介質中(如甲醇、紅煙硝酸和熔融鹽等),可能產生應力腐蝕破壞。因此,在設計處理有可能產生應力腐蝕破裂的介質的設備時,應控制設備達到的應力水平,特別是應避免產生過大的局部應力(如保持結構的連續性、消除冷加工和焊接產生的殘余應力推施),以及選擇抗應力腐蝕破裂的鈦材等。 19. 鈦在液氧中有沖擊、摩擦敏感性。如果產生鈦的新鮮表面,在0.35MPa壓力、室溫會自燃,所以避免液氧和某些氧分壓高的水溶液。 20. 鈦制設備比較適宜的工作溫度范圍為:純鈦低于250℃,鈦鋼復合205~350℃。在 氧化氣氛中使用的全工業純鈦設備,使用溫度可以高一些,但不宜超過450℃,所以應該避免超溫使用鈦制設備。 21.鈦具有明顯的各向異性,因此在設計單向受力或抗彎曲的構件時,應注明構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,同時也為氫擴散到鈦內提供了通道,而氫容易導致鈦的脆性,所以要重視鐵污染和環境氫脆。 23.鈦的力學性能受溫度的影響較大,當設計溫度在316℃以下時,決定設計強度指標的因素是該溫度下的抗拉強度值。工業純鈦不能通過熱處理提高強度。 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,焊縫應避免位于應力最大處。 25.鈦的熱膨脹系數小,與其他材料一起使用時應考慮熱補償措施。 26.在設計時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承構件。只要有可能,設備承受的全部載荷,應當用碳鋼或其他類似的廉價材料制作的構件來承擔。 |
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