Yêu cầu về kết cấu của tàu hoàn toàn bằng titan

Tất cả các thùng chứa titan có nghĩa là các bộ phận chính, chẳng hạn như vỏ, đầu và bộ thu làm bằng titan, các bộ phận phụ có thể được làm bằng phi titan, ví dụ, mặt bích và bu lông kết nối của nó cũng có thể được làm bằng thép carbon.
Tất cả các vỏ thùng titan có độ dày tối thiểu là 2 mm, chủ yếu để đáp ứng các yêu cầu về độ dày trong quá trình sản xuất và đảm bảo dung sai kích thước hình học của các yêu cầu để đáp ứng quá trình sản xuất, vận chuyển và nâng hạ các yêu cầu về độ cứng cần thiết; cũng như tiết kiệm titan, giảm chi phí.
Nguyên tắc lựa chọn thiết kế
Vì titan ở nhiệt độ lớn hơn hoặc bằng 200 độ, độ bền cơ học giảm đáng kể và mô đun đàn hồi của titan thấp, do đó, cấu trúc toàn titan ở nhiệt độ cao, áp suất cao hoặc áp suất trung bình và thiết bị quy mô lớn các ứng dụng không phù hợp.
Nhiệt độ cho phép của bình áp suất titan đầy đủ không được vượt quá 250 độ và áp suất ở mức 0,5MPa, nhiệt độ dưới 150 độ, việc lựa chọn thùng chứa cỡ vừa và nhỏ có cấu trúc titan hoàn chỉnh sẽ tiết kiệm hơn. Từ việc cân nhắc chi phí đầu tư tính toán độ dày lớn hơn 13mm, việc sử dụng titan nguyên chất có thể không kinh tế.

Yêu cầu về kết cấu
Mặc dù thùng chứa titan đầy đủ trong thiết kế kết cấu và thép không gỉ có phần giống nhau, nhưng do một số tính chất đặc biệt của bản thân titan, nên trong thiết kế, xử lý và sản xuất tính độc đáo của nó, nên trong thiết kế kết cấu, phải chú ý đến những điểm sau:
1) Trong thiết kế kết cấu hàn, phải làm cho bộ phận hàn dễ vận hành dụng cụ hàn hồ quang hydro và làm cho tất cả ở nhiệt độ cao (trên 400 độ) của khu vực mối hàn có thể được bảo vệ hiệu quả.
Titan, ở trạng thái nóng chảy, có khả năng kết hợp hóa học với hầu hết mọi nguyên tố, vì vậy phải có biện pháp bảo vệ đặc biệt trong quá trình hàn và xử lý nhiệt. Để đạt được sự bảo vệ hiệu quả, hình dạng của cấu trúc các bộ phận phải đơn giản và lỗ thu trên vỏ phải vuông góc với trục của vỏ càng nhiều càng tốt để dễ dàng chế tạo thiết bị bảo vệ và bảo vệ. hiệu quả là tốt hơn.
2) Tuyệt đối tránh kết cấu hàn thép, hợp nhất titan. Vì sắt và các kim loại khác hợp nhất với mối hàn titan sẽ tạo thành các hợp chất kim loại trung gian cứng và giòn, làm giảm đáng kể độ dẻo của mối hàn, ngoài hàn nổ và hàn đồng, titan và thép không thể hàn được.
3) Các mối hàn đối đầu có độ hở cạnh cùn phải phù hợp. Tất cả các mối hàn đối đầu của bình chịu áp titan phải nhỏ hơn khe hở cạnh cùn của thép, điều này là do điểm nóng chảy cao của titan, độ dẫn nhiệt kém, khả năng chịu nhiệt và hệ số cản của vũng kim loại nóng chảy nhỏ và hàn.
4) Thiết kế thùng chứa titan phải đảm bảo tính liên tục về cấu trúc và sự chuyển tiếp trơn tru của các mối hàn, cố gắng tránh sự tập trung ứng suất.
5) Việc uốn cong và uốn cong các bộ phận titan phải sử dụng bán kính uốn lớn hơn (so với thép) và khi mở rộng đường ống, nên sử dụng tốc độ giãn nở nhỏ hơn.
6) Titan nguyên chất công nghiệp trong một số môi trường dễ bị ăn mòn kẽ hở, trong thiết kế, xử lý và các phương tiện này tiếp xúc với thùng chứa, nên cố gắng tránh sự xuất hiện của kẽ hở và khu vực dòng chảy ứ đọng, trong kẽ hở có hợp kim titan chống ăn mòn kẽ hở (chẳng hạn như hợp kim titan-palađi) hoặc lớp phủ.
7) trong thiết kế, xử lý và môi trường ăn mòn dẫn điện tiếp xúc với thùng chứa, chẳng hạn như được tìm thấy trong titan và tiếp xúc kim loại khác có thể dẫn đến ăn mòn khớp nối điện, nên có các biện pháp trong cấu trúc được thực hiện (chẳng hạn như sử dụng một phần ba vật liệu làm lớp chuyển tiếp) hoặc sử dụng biện pháp bảo vệ anốt.
8) Trong thiết kế thiết bị dễ bị ăn mòn, tốc độ dòng chảy của môi trường ăn mòn phải thấp hơn tốc độ dòng tới hạn và cố gắng tránh những thay đổi đột ngột về tốc độ dòng chảy hoặc hướng dòng chảy; hoặc ở những bộ phận dễ bị ăn mòn, mài mòn để lắp đặt các vách ngăn bảo vệ.
① When the medium is corrosive or abrasive and ρv2>740kg/(m-s2) or the medium is not corrosive or abrasive, but ρv2>2355kg/(m-s2) (ρ là mật độ của môi trường, kg/m3, v là vận tốc tuyến tính của dòng vật liệu, m/s), đầu vào vật liệu phải được lắp đặt bằng một vách ngăn.
② Khi môi trường ăn mòn dọc theo đường tiếp tuyến với thiết bị hoặc ống dẫn vào hướng vào tường và khoảng cách giữa chúng nhỏ hơn 2 lần đường kính ngoài của ống thì phải đặt để bảo vệ tấm.