钛材压力容器制造要点
钛_钢复合板压力容器制造技术
1 前言在某种腐蚀条件下，钛具有比不锈钢、铝、铜有更优良的耐蚀性[1]。
虽然造价比不锈钢设备高，但在一定条件下，钛制设备使用可靠性高，寿命长，因此钛得到了广泛的应用。
我国使用钛材制造化工设备已有40多年历史。
但是，钛制化工设备尤其钛-钢复合板制化工设备，比钢制化工设备在技术上有更多难度，积累经验也少得多，因此，对于钛-钢复合板制化工设备的设计、制造，备受关注。
钛-钢复合板制化工设备中用量最多的是容器，而且是压力容器。
一般情况下，当操作压力和温度（200℃以上）较高时，压力容器的封头和全部筒节均用钛-钢复合板制造，就是常说的钛-钢复合板压力容器。
2 钛-钢复合板生产方法按照目前复合板生产技术，钛-钢复合板生产方法允许使用轧制法、爆炸法、爆炸-轧制法三种方法。
压力容器钛-钢复合板常用的是爆炸法。
3 压力容器用钛-钢复合板级别3.1 压力容器用钛-钢爆炸复合板分为1级、2级、3级。
3.2 1级复合板，未结合率0%，用于过渡接头、法兰等高结合强度，且不允许不结合区存在；2级复合板，未结合率≤2%，是将钛材作为强度设计材料或特殊用途的复合板，如管板等；3级复合板，未结合率≤5%，是将钛材作为耐蚀设计，而不考虑其强度的复合板。
4 压力容器用钛-钢复合板材料主要技术规定4.1 覆材符合GB/T3621 钛及钛合金板材中的TA0、TA1、TA2、TA9、TA10。
4.2 基材符合4.2.1 GB713 锅炉和压力容器用钢板，如Q245R和Q345R；4.2.2 GB24511 承压设备用不锈钢钢板及钢带，如S30408；4.2.3 GB3531 低温压力容器用低合金钢钢板，如16MnDR；4.2.4 NB/T47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件，如16Mn；4.2.5 NB/T47009 低温承压设备用低合金钢锻件，如16MnD；4.2.6 NB/T47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件，如S30408。
钛制压力容器的制造与检验要点
钛制压力容器的制造与检验要点【摘要】本文通过对硫酸铜蒸发罐的生产实例全面介绍了钛制压力容器的设计、焊接、加工等制造要点以及制造完成后的检验原理、步骤和重点。
【关键词】钛压力容器制造检验某公司接到一批硫酸铜蒸发罐的订单，介质为CuSO4+H2SO4，设计温度150℃，设计压力0.25Mpa。
考虑到钛在含有氯、溴、醋酸、硫酸、硝酸等腐蚀性介质中具有比不锈钢、铝、铜更优良的耐蚀性，特选用了钛材。
但是钛制压力容器比普通的钢制压力容器在技术上有更多难度，积累经验也少得多，为此作者对钛制容器在材料选用、加工卷制、焊接、热处理、检验上的要点进行了一系列的论证。
1 材料选用钛存在两种同素异构晶体形态，α为密排六角结构，β为体心立方结构。
因为882.5℃以下，密排六角结构最稳定，所以压力容器设计中应采用α合金状态，即TA牌号。
根据氧含量的不同，分为TA0-TA3共4种牌号，机械强度和硬度逐级增加，抗腐蚀性能相近。
TA1和TA2的耐腐蚀性能和综合性能适中，TA0具有较好的成型性能，TA3具有较高强度和耐磨性能，考虑到经济性，选用TA2牌号。
由于钛及钛合金的抗拉强度随温度的升高而下降较快，见表1，因为硫酸铜蒸发罐的工作温度约为140℃，考虑到该温度下抗拉强度与常温下有较大差距，所以选用钛-钢复合板.综合考虑复合板的力学性能指标和工艺性能指标选用S30408+TA2。
2 筒体的卷制与封头的冲压钛材在剪切过程中，易产生塑性变形，加之温度过高，容易与空气中的氧、氮等反，产生加工硬化，降低防腐蚀性能，所以选用水下切割的方法。
钢板卷制过程中，在钢板厚度方向上，外层收到拉伸，内层收到压缩，存在一定的剪切应力。
由于钛-钢复合板按目前的生产技术一般采用爆炸法，界面存有一定的应力，叠加卷制产生的剪切应力，将面临巨大的剥离风险。
因此必须采用特殊的卷制方法：（1）使用合适的预弯模版进行板端预弯；（2）卷板一次压下量不宜过大，避免同一区域往复成形；（3）纵缝基层焊接完毕后进行无损检测；（4）尽可能减少筒体找圆次数。
浅析压力容器制造的质量控制要点
浅析压力容器制造的质量控制要点压力容器是一种用于储存或传输气体、液体或液化气体的容器，因此它们的制造质量非常重要。
下面是浅析压力容器制造的质量控制要点：1. 设计：压力容器的设计必须符合相应的标准和规范，包括国家标准、行业标准等。
设计者必须考虑到容器的工作条件、压力、温度等因素，并进行适当的计算和分析，以确保容器的结构强度和安全性。
2. 材料选择：压力容器的材料必须具有足够的强度和耐腐蚀性能。
常用的材料包括碳钢、不锈钢、铝合金等。
在选择材料时，必须遵循相应的标准和规范，并对材料进行必要的检验和试验。
3. 制造工艺：压力容器的制造工艺必须符合相应的标准和规范。
制造过程包括材料的切割、成形、焊接、热处理、试压等环节。
每个环节都需要特定的设备和工艺，以确保容器的尺寸、形状、结构和性能的要求。
4. 检验和试验：在制造过程中，必须进行各种检验和试验，以确保容器的质量。
常用的检验方法包括尺寸测量、焊缝检验、无损检测等。
试验包括试压和爆破试验等。
检验和试验必须符合相应的标准和规范，并由专业的检验机构进行。
5. 质量管理：压力容器的制造必须建立完善的质量管理体系。
这包括制定质量控制计划、制定工艺文件、进行过程控制、记录检验和试验结果、处理不合格品等。
质量管理必须遵循相应的标准和规范，以确保容器的质量。
6. 设备维护：压力容器在使用过程中，必须进行定期的检查和维护，以确保其安全运行。
维护包括清洗、检修、更换密封件等。
设备维护必须符合相应的标准和规范，并由专业人员进行。
7. 安全培训：压力容器的使用者必须接受相应的安全培训，了解容器的使用规程和安全操作要点，掌握事故应急处理措施，并严格遵守相应的标准和规范。
压力容器的制造质量控制要点包括设计、材料选择、制造工艺、检验和试验、质量管理、设备维护和安全培训等方面。
只有严格按照相应的标准和规范进行，才能确保压力容器的质量和安全性。
钢制衬钛压力容器制造要点
切割 线 现 场焊 接
ｃ２ ＿
复合 层 修 补 一 锈蚀 试 验 一压 力试 验 一 内部 构件 安装
一
环 缝 磁 粉 检 验 一氦 气 泄 漏试 验 一锈 蚀试 验 一衬 钛
层 阳极 化 一 检 查 封 孔
～ —
注 ：虚 线部 分 为临 时裙 座
３ 总 体 方 案
氧 化 反 应器 ０ 年 １ 月 到货 ， 因现 场 气 温 较低 ， ５ ２ 组 焊 时 须 搭 设保 温 棚 ， 并配 备 照 明 、采 暖 、通 风 等
部 设 可 移 动 式房 顶 。将 框架 内部 地 面 夯 实 、 找平 ， 放 入 核 算 好 高 度 与 刚 性 的组 对 底 座 ，上 置 ６ ０ 台５ 吨 级 的 螺 旋 千斤 顶 ，半 固定 并 找平 ；将 带 底 座 的 反应
腐蚀 裕 量
基层 ｉ ｍ ｍ， 内 部衬 钛层 Ｏ ｍ ｍ
图 １ 氧 化 反 应 器 （ １３ １ Ｄ — ０ ）简 图
表 １氧 化反 应器 （ ｌ ３ １ Ｏ － ０ ）主要 工 艺参数
设 计 压力
操 作压 力 车 间 试 验 压 力
２ １ ＯＰ ． ×１ ａ
１ ３× １ ６ａ ． ０Ｐ ２８ ． ８× １ ６ａ ＯＰ
设 计 温度
钢 制 衬钛 压 力容 器 制造 要点
周 林 王莉红 赵 强 王 中伟
４ １２ ） ７ｏ５ （ 中国石油天然气第一建设公 司，河 南洛 阳
摘
要： 介绍了钢制 衬钛压 力容 器组焊 、 检验、 试验 的全过程 ， 详细叙 述了施工程序及制造要点， 可供类似设备施工时
参考。
关键词 ： 钛复合板 ；压 力容器 ；组焊 ；试验 中图分类号 ：Ｕ ２ ９ ７４ ，Ｑ ５ ． Ｔ ７ ． ８ Ｔ ０ ２ ５ 文献标 识码 ： ６ 文章编 号 ：０ ２ ３ ０ ２ ０ ）０ — ０ ０ ０ １ ０ — ６ ７（０ ８ １ ０ ３ — ３
浅析压力容器制造的质量控制要点
浅析压力容器制造的质量控制要点压力容器是一种用于承受内压的容器，其制造质量关系到工业生产的安全和高效进行。
为了保证压力容器的质量，需要进行严格的质量控制。
本文将从工艺流程、材料选择和焊接技术等方面进行分析，浅析压力容器制造的质量控制要点。
一、工艺流程控制压力容器的制造过程通常包括材料准备、加工成型、热处理、焊接、无损检测、表面处理和安全附件安装等环节。
在每个环节中都需要进行相应的质量控制。
材料的准备是保证压力容器质量的基础，应选择符合国家标准的优质材料，确保其化学成分和力学性能符合要求。
加工成型过程中需要严格控制尺寸和形状的精度，避免产生裂纹和变形等缺陷。
要对加工设备进行定期维护和检修，确保其正常运行。
热处理是保证压力容器材料性能稳定的重要环节，应按照规定的工艺进行加热和冷却处理，避免产生应力集中和组织不均匀等问题。
焊接是压力容器制造过程中最关键的环节之一。
需要对焊工进行合格培训，并编制详细的焊接工艺规程，确保焊缝的质量。
焊接过程中应使用适当的焊接材料和焊接方法，避免产生焊接缺陷，同时进行必要的无损检测。
无损检测是验证压力容器焊缝质量的重要手段之一，包括超声波、射线检测、磁粉检测和涡流检测等方法。
应根据国家标准，对焊接部位进行全面的无损检测，确保焊缝没有裂纹、气孔和夹杂等缺陷。
在表面处理和安全附件安装环节中，要确保表面清洁，避免产生腐蚀和脱落等问题。
安全附件的选择和安装要符合相关标准，确保压力容器的安全性。
二、材料选择材料选择是压力容器制造的关键环节之一。
通常使用的材料有碳钢、不锈钢、铝合金和复合材料等。
在选择材料时，需要根据容器的使用条件和工作介质的特性进行评估。
应根据容器的工作温度和压力等级选择合适的材料。
碳钢适用于常温和中低压力容器，不锈钢适用于高温和腐蚀介质容器，铝合金适用于轻质容器，复合材料适用于高强度和耐腐蚀容器。
需要考虑材料的力学性能和耐腐蚀性能。
材料的抗拉强度、屈服强度和冲击韧性等性能要符合设计要求。
【精品】钛及钛合金焊接(压力容器焊工培训)
钛及钛合金的焊接--—-压力容器焊工培训教材第一节钛及钛合金的焊接第二节钛及钛合金一、概述钛是一种银白色的有色金属,其主要物理性能到于表1。
钛及钛合金的特点是具有较高的比重的强度，良好的塑性，韧性和较高的耐蚀性，尤其是对碱介质，氯化物，硫化物,硝酸化合物,强腐蚀性气体（氯气、亚硫酸气、硫酸氢）等,具有很高耐蚀性（年腐蚀率在0.13mm 以下)，因此广泛应用于研究航天工业，化学工业,也用于制造船舶与海洋工程及火电，核电设备中的海水淡化装置及热交换器等.表1钛与奥氏体不锈钢的物理性能二、钛及钛合金分类钛材分为工业纯钛和含有稳定化元素的钛合金二大类。
工业纯钛根据其杂质(主要是氧和铁)含量,以及由此而引起的强度差别分为T A0、T A1、T A2、T A3 等牌号。
它具有良好的耐蚀性、塑性、韧性、和焊接性,主要用作化学工业的耐蚀结构材料。
钛合金按所含稳定化元素形成不同的固熔相,又可分为α型钛合金α＋β型钛合金和β型钛合金。
α型钛合金主要通过加入铝（Al）,有的再加入中性元素锰（Sn)等进行固溶强化而形成，例如牌号为T A7（Ti—5Al—2。
5Sn）钛合金.α型钛合金的强度比工业纯钛高，具有良好的耐蚀性和焊接性能。
α＋β型钛合金的组织，是以α型钛为与β型钛为基的两相固溶体组织结构.它的特点是可通过热处理强化而得到高强度，因此,其力学性能可以在较宽的范围内变化，以适应不同的用途。
但是,随着其中的β相比例的提高，使焊接性能变差.β型钛合金含有较高的β相稳定化元素，在一般的工艺条件下,其组织几乎全为β相，通过时效热处理，β型钛合金强度增高。
单一β相的β型钛合金，具有良好的加工硬化特性，常用作弹簧,销钉等物件，其缺点是低温脆性大,焊接性能差.三、压力容器用钛及钛合金材料1、钛制焊接压力容器对钛材的要求钛制焊接压力容器,由于其使用制造和检验要求，因此,对用于钛制焊接压力容器的钛及钛合金材料，有它特殊的要求,主要有下列三方面：⑴制造容器用钛及钛合金材料应当具有良好的耐蚀性能、力学性能、焊接性能、成形性能及其他工艺性能。
钛-钢复合板制压力容器设计概述
148化工机械2020年钛-钢复合板制压力容器设计概述李桓罗永智王治刚王芳钰（兰州兰石重型装备股份有限公司）摘要介绍了钛-钢复合板制压力容器的设计特点，主要对筒体、接管、法兰复层间的连接结构进行了分类概括，并总结了钛-钢复合板制压力容器的设计注意事项。
关键词压力容器钛-钢复合板特点连接结构注意事项中图分类号TQ051.3文献标识码A文章编号0254-6094（2020）02-0148-04随着我国经济的发展，钛材的生产和应用快速增长，钛材能够在高温和低温工况下，对海水、湿氯气、二氧化氯、硝酸、醋酸、浓度低于4%的硫酸、氯化铁、氯化烃类及尿素等中性、氧化性、弱还原性介质具有优良的耐腐蚀性能［1$。
在化工设备上用钛代替碳钢、不锈钢及铜等材料可以大幅提高设备的使用寿命,虽然造价投资大，但经济效益良好。
目前，我国钛-钢复合板生产经验成熟可靠，钛-钢复合板制压力容器［2$已在石油化工、制盐、制碱及制药等行业中广泛应用。
1钛-钢复合板制压力容器的特点钛-钢复合板制压力容器的特点如下：a.钛-钢复合板材料经济性好。
钛材单位重量的价格约是一般普通钢材的50倍，约是不锈钢的6倍。
若采用纯钛材结构，不但价格昂贵，而且当钛板厚度大于25mm时，焊接困难，工艺复杂，焊接质量无法保证％b.严格避免钢、钛互熔的焊接结构［3$。
钛的熔点高、无磁性，铁在钛中的溶解度仅为0.05%~ 0.10%，两者焊接困难，不能熔焊％除此之外，铁等其他金属熔于钛焊缝金属中会形成硬而脆的金属间化合物，极大地降低焊接接头塑性，除爆炸焊接和钎焊外，钛不能直接焊在钢上。
C.焊接部位要用惰性气体保护。
钛的化学性能极为活泼，会迅速与空气中的氧、氮及氢等气体进行化合作用，形成脆性化合物％氧和氮会使钛材塑性下降而强度和硬度增高，其中氮的危害程度更大；而氢会使焊接接头的冲击吸收能量值急剧下降，塑性变化小,产生氢脆现象％d.外壳设置一定数量的检漏孔％在正常运行时，检漏孔可以检查钛-钢复合层是否泄漏，还可以作为设备温度升高时壳体和衬层间遗留气体的出口；在制造和检修时由此通入保护气体，对焊缝背面进行保护％e.设备操作温度不超过350"。
钛制压力容器的制造与检验要点
钛制压力容器的制造与检验要点作者：高旻鸿来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第02期【摘要】本文通过对硫酸铜蒸发罐的生产实例全面介绍了钛制压力容器的设计、焊接、加工等制造要点以及制造完成后的检验原理、步骤和重点。
【关键词】钛压力容器制造检验某公司接到一批硫酸铜蒸发罐的订单，介质为CuSO4+H2SO4，设计温度150℃，设计压力0.25Mpa。
考虑到钛在含有氯、溴、醋酸、硫酸、硝酸等腐蚀性介质中具有比不锈钢、铝、铜更优良的耐蚀性，特选用了钛材。
但是钛制压力容器比普通的钢制压力容器在技术上有更多难度，积累经验也少得多，为此作者对钛制容器在材料选用、加工卷制、焊接、热处理、检验上的要点进行了一系列的论证。
1 材料选用钛存在两种同素异构晶体形态，α为密排六角结构，β为体心立方结构。
因为882.5℃以下，密排六角结构最稳定，所以压力容器设计中应采用α合金状态，即TA牌号。
根据氧含量的不同，分为TA0-TA3共4种牌号，机械强度和硬度逐级增加，抗腐蚀性能相近。
TA1和TA2的耐腐蚀性能和综合性能适中，TA0具有较好的成型性能，TA3具有较高强度和耐磨性能，考虑到经济性，选用TA2牌号。
由于钛及钛合金的抗拉强度随温度的升高而下降较快，见表1，因为硫酸铜蒸发罐的工作温度约为140℃，考虑到该温度下抗拉强度与常温下有较大差距，所以选用钛-钢复合板.综合考虑复合板的力学性能指标和工艺性能指标选用S30408+TA2。
2 筒体的卷制与封头的冲压钛材在剪切过程中，易产生塑性变形，加之温度过高，容易与空气中的氧、氮等反，产生加工硬化，降低防腐蚀性能，所以选用水下切割的方法。
钢板卷制过程中，在钢板厚度方向上，外层收到拉伸，内层收到压缩，存在一定的剪切应力。
由于钛-钢复合板按目前的生产技术一般采用爆炸法，界面存有一定的应力，叠加卷制产生的剪切应力，将面临巨大的剥离风险。
因此必须采用特殊的卷制方法：（1）使用合适的预弯模版进行板端预弯；（2）卷板一次压下量不宜过大，避免同一区域往复成形；（3）纵缝基层焊接完毕后进行无损检测；（4）尽可能减少筒体找圆次数。
压力容器中钛及钛合金制压力容器的焊接要求
压力容器中钛及钛合金制压力容器的焊接要求
压力容器中钛及钛合金制压力容器的焊接要求如下。
（1）焊接接头的坡口面必须采用机械方法施工。
（2）焊接材料必须进行除氢和严格的清洁处理。
（3）承担焊接接头组对的操作人员，必须戴清洁的手套，不得抹触坡口及其两侧附近区域，严禁用铁器敲打钛板表面及坡口。
（4）焊件组对清洗完成后，应立即进行焊接。
（5）焊接用氩气和氦气的纯度不低于99.99%，露点应不高于零下50℃。
（6）钛材焊接前，应对坡口及两侧25mm范围内进行严格的机械清理和脱脂处理。
焊接过程中应采取措施防止坡口污染。
（7）应采取有效措施避免在焊接时造成钢与钛互溶。
当图样有要求时，应做铁污染试验。
（8）在焊接过程中，每焊完一道，都必须进行焊层表面颜色检查，焊缝及热影响区的表面颜色呈银白色或金黄色。
对表面颜色不合格的，应全部除去，然后重焊。
表面颜色检查应参照有关标准的规定。
（9）必须采用惰性气体双面保护电弧焊或等离子焊接。
钛材管子与管板的连接宜采用强度焊或胀后焊接。
（10）焊后的焊缝表面不准有咬边、气孔、弧坑和裂纹等缺陷。
压力容器用钛才
我国目前用于制造压力容器壳体及其它受压元件的钛材有各级工业纯钛和Ti-0.2Pd、Ti-0.3Mo-0.8Ni两种钛合金。
因为压力容器用钛材必须满足下列要求：（1）优良的综合力学性能，即既有合格的强度，又必须具备较高的延伸率和冲击韧性；（2）良好的工艺性能，能满足制造压力容器的各种工艺对材料性能的要求，特别是焊接性能良好；（3）性能的稳定性和均匀性；（4）使用经验或国外现行压力容器标准或规范认可的许用材料。
钛制压力容器重点是表面的保护．另外就是焊接．所有焊缝一般都要求表探．最关键是是钛材没法直接与非钛材焊，只能用铆钉连接．非要直接焊的话需要用银钎焊，成本较高，一般不采用．其它与不锈钢制设备要求相同钛制压力容器一般应用在什么行业钛制压力容器一般应用在什么行业有没有人知道国内钛制压力容器的应用行业？全面一点的，谢谢了制盐（海水、井盐）及下游的盐制碱行业，主要是防高浓度的氯离子腐蚀，温度不是很高。
制造醋酸及应用醋酸为原料或溶剂的行业，采用纯钛或钛复合板设备，在醋酐生产中甚至还要用到锆-钛-316-碳钢四层复合板，主要是防止醋酸的腐蚀。
PTA生产应用醋酸做催化剂，大量应用钛-钢复合板及钛换热管及工艺管道。
个人认我国的钛材生产及应用已经非常成熟，国产化率非常高，而且价格并不比超级不锈钢、双相钢贵（密度只有4.51），比之镍基合金就更便宜了，值得推广。
镍基合金的冶炼生产国内不过关，化工行业一般用的各种牌号需要进口。
纯碱行业（Soda ash industry）,海水淡化设备（Seawater desalination equipment），核电站冷凝器换热管，泛泛地说与海水介质接触的设备用钛材较多。
还有石油化工、航天工业领域、核电行业等。
如氯碱行业、腐蚀性较强的酸行业等。
主要用于醋酐，氯碱行业，纯钛的设备少，一般是复合板。
采用海水作冷流体的冷却器，海水淡化的升温设备，腐蚀比较大的化工换热设备。
等等还有醋酸、卤水等介质，特别对无机盐非常耐蚀。
钛及钛合金压力容器制造要领
钛及钛合金压力容器制造要领1范围本要领规定了钛及钛合金设备制造过程中对制造环境、材料管理、制造过程等工序的要求。
本要领适用于钛制反应釜、换热器、分离器、塔、储槽及其它形式的压力容器及常压容器。
2材料引用文件GB/T3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》GB/T3620.2-2007《钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差》GB/T3621-2007《钛及钛合金板材》GB/T8546-2007《钛-不锈钢复合板》GB/T8547-2006《钛-钢复合板》3设备制造、检验和验收3.1钛、钛钢复合板设备设计符合《固定式压力容器安全技术检查规程》、GB150《压力容器》、GB151《热交换器》，JB/T4745《钛制焊接容器》的规定，且满足本规定的要求。
3.2设备制造、检验和验收按GB150《压力容器》、GB151《热交换器》，JB/T4745《钛制焊接容器》及客户规范的相关章节进行。
4材料4.1所有材料包括焊接材料应符合图纸及相关技术标准规定的要求。
4.2材料的管理4.2.1 钛板材表面及复合板的复层应采用纸质贴膜保护起来，以避免灰尘、油污、铁离子等其它污物的污染，同时可以避免搬运或加工过程中划伤钛材表面。
4.2.2钛及钛复合板应与其它材料分开存放，且存放环境应保持干净，材料底部应用干净的木料垫撑（确保没有铁钉等铁物），上部用塑料布盖好。
4.2.3所有搬用设备及成型设备如卷板机、压力机和起吊夹具应清理干净。
对设备上的毛刺、刻痕和其它导致钛材表面破坏和污染的缺陷应进行局部打磨和抛光，必要时为保护钛表面免遭损坏和污染，设备在使用期间应适当覆盖。
4.2.4焊接时，钛表面必须用干净、柔软的席子或毛毡保护起来，以免焊接物损坏表面。
5制造环境5.1焊接、组装钛设备应在专用、干净的车间内进行，严禁在含铁及有灰尘的区域施焊或组装，以避免铁离子或其它污物的污染。
场地应铺设橡胶或其它软质材料，以免碰伤、擦伤钛表面，应经常清理现场，清除切屑等杂物。
钛制压力容器设计中的问题
钛制压 力容器设计 中的 问题
夏宜 岑 （沈 阳派 司钛设 备 有限 公司 ，辽 宁 沈 阳 １ １０１６８）
容 器设计标 准 ＧＢ／Ｔ１５０．１－２０１ １中规定 的焊接接头 系数 ‘Ｐ＝１．０是 座支撑 时 ，整体也 可采用 碳钢结 构 ，垫板做 成短节 形式 ，短 节分
不 一 样 的 。 焊接 接 头 系数 选 ‘ｐ＝１．０这一 错 误 ，在设 计 中屡 次 成两瓣 ，将 其用螺 栓 固定 ，需 要注意 的是 ，这种 结构要 在短 节下
１７２５０（］。钛 在空气 中的和氧化性 、中性水 溶液 中 ，其表面 容易产
对 于全 钛设备 ，如 果设备 法兰也 用全钛 ，这 样造价 较高 ，所
生致 密的氧化 钛钝 化膜 ，因此 在含 氯介质 中具 有很 好的耐 腐蚀 以 为 了降低 成本 ，我们 参考 管法 兰 ＰＪ／ＲＪ型式 ，设计 设备 法兰 。
Ｔ３６２０．１－２００７（（钛及钛 合金牌号 和化学成分 》中给出的新 旧牌号 一 标准 中写明 “符合最近标 准 ＡＳＭＴ Ｂ ３４８规范 要求的原 材料方
对 照 ，选 取对应 的 旧牌号进 行计算 。例 如板材 经常使用 ＴＡ２，但 可 用于 本标 准 要 求的 锻件 ”。因此 ，设计 时 我 们通 常 采用 ＧＢ／
出 现 。
面 ，添加定位板 。
１＿２计 算软 件 中牌号 的选 择
３钛 锻 件 标 准 的 选 用
设计者 在使用 ＳＷ６软 件计算 时 ，由于软 件 中牌 号使用 的现
钛制焊接容器设计要点
2018年11月
工艺与设备
Technology and Equipment
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Commun公司，江苏南京 211178）
摘 要 ：介绍了钛制压力容器设计和制造中需要注意的特殊点，并且对设计中一些典型的结构进行了归纳总结。 关键词 ：钛 ；热处理 ；焊接试板 ；无损检测 中图分类号 ：TH49 文献标志码 ：B 文章编号 ：1003–6490（2018）11–0098–02
适的选择，见图 4。复合板接管与筒体焊接见图 5。
3 2 40°
3
3+15 8
6+4
5
接管内径小于等于 100mm时适用
接管内径大于100mm时适用
图4焊接结构的选择
·98·
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
工艺与设备
Technology and Equipment
钛 螺栓连接
碳钢
图7鞍座结构 4 结束语
钛制焊接压力容器包括全钛容器、衬钛容器和钛复合钢 板焊接容器。工业纯钛由于抗拉强度及其他力学性能变化大 等原因，导致容器的强度与结构设计在难度与复杂程度上比 常规设计要大的多。钛复合板的复层与基层连成一体，实现 了冶金结合，可以承受较大的热应力，同时可以避免纯钛材 料的价格昂贵问题，使用寿命长，既经济又安全。
检漏孔
留10 mm不焊
钛封焊30 mm 30
留10 mm不焊 80
3
151215
银钎焊
垫条
钛点焊 垫板 盖板 钛点焊
盖板 垫板
4(TYP.) 钛封焊30 mm
钛制容器的制造要求
钛制容器的制造要求化工容器能否高效，安全的运行，制作质量是很重要的一环，尤其是钛制设备。
钛对表面缺陷敏感性很大，忌讳表面有缺陷。
而钛的摩擦系数大，化学活性高，在加工制造过程中表面又极易受划伤和污染。
使用不合理的工具，工作场地，与其它金属接触等，都会对钛的耐腐蚀性和机械性能有极大的影响。
钛的焊接变形大，校形困难；钛在冷加工时易产生裂纹，弯曲变形时，弹性回弹量大，不易得到正确的现状；其冷作硬化倾向的强化程度随变形速度而加剧；变形速度对加工零件的迹极限程度和质量都有很大的影响。
更不利的是钛设备不易返修好，有时会有越返修效果越差的情况，针对钛材的这些特性，必须对原材料，制造，装配，检验方法提出要求。
以下为根据相关标准而提出的几点制造要求：1、钛制压力容器及其受压元件的制造必须有专用的制造车间和专用的工装，不得与黑色金属制品或其它产品混杂生产。
2、工作场地要保持清洁，干燥，严格控制灰尘。
3、加工成型设备和焊接设备，应满足钛制金属的需要，必须严格控制表面机械损伤和飞溅物4、用于钛加工的专用工具应专门保管，尽量避免使用铁和碳钢工具，特别是钢丝刷。
5、卷板机滚圆表面应清理干净，或在卷板时在钛板上垫一层薄镀锌铁皮或不锈钢薄板或塑料薄膜保护钛板表面。
当钛件不加工时，则用塑料袋或塑料布包盖好。
6、所有参加钛加工的人员应经过培训考试，持证上岗。
并穿戴好洁净的工作服、手套、橡胶鞋或软底鞋，以免划伤钛材表面。
7、钛制压力容器的施焊必须由考试合格的焊工承担。
焊工考试应遵循国家相关标准。
8、在钛材上划线应尽量采用金属铅笔，若在以后的加工工序中能消除的部分允许打样冲眼。
钛复合板的划线应在基板上进行。
9．钛板和钛复合板可以用火焰切割、等离子切割、冲剪或机加工等方法下料。
当采用火焰或等离子切割时要避免火花落在钛板表面。
下料时，钛复合板应背向火焰，复合板离地高度不低于300mm10、焊接接头的坡口面必须用机加工方法加工。
其表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。
钛合金压力容标准
钛合金压力容标准
钛合金压力容标准指的是对钛合金压力容器的制造和使用进行监管的标准，其主要包括以下几个方面：
1. 材料标准：钛合金压力容器应符合国际或国家标准对钛合金材料的要求，如ASTM标准。
2. 制造标准：钛合金压力容器的制造应符合相关的标准，如ASME Boiler and Pressure Vessel Code。
3. 设计标准：钛合金压力容器的设计应符合相关的设计标准，如ASME Section VIII。
4. 安全标准：钛合金压力容器应满足相关的安全标准，如对容器的强度、密封性、防爆性能等要求。
5. 测试标准：钛合金压力容器在制造完成后需要进行各种测试，如压力测试、泄漏测试等，这些测试应符合相关的标准要求。
这些标准的制定旨在确保钛合金压力容器的安全可靠性，预防事故的发生，保护人员和环境的安全。
具体的标准要求会根据不同国家和地区的法规和规定而有所差异。
钛制压力容器的制造与检验要点
钛制压力容器的制造与检验要点【摘要】本文通过对硫酸铜蒸发罐的生产实例全面介绍了钛制压力容器的设计、焊接、加工等制造要点以及制造完成后的检验原理、步骤和重点。
【关键词】钛压力容器制造检验某公司接到一批硫酸铜蒸发罐的订单，介质为CuSO4+H2SO4，设计温度150℃，设计压力0.25Mpa。
考虑到钛在含有氯、溴、醋酸、硫酸、硝酸等腐蚀性介质中具有比不锈钢、铝、铜更优良的耐蚀性，特选用了钛材。
但是钛制压力容器比普通的钢制压力容器在技术上有更多难度，积累经验也少得多，为此作者对钛制容器在材料选用、加工卷制、焊接、热处理、检验上的要点进行了一系列的论证。
1 材料选用钛存在两种同素异构晶体形态，α为密排六角结构，β为体心立方结构。
因为882.5℃以下，密排六角结构最稳定，所以压力容器设计中应采用α合金状态，即TA牌号。
根据氧含量的不同，分为TA0-TA3共4种牌号，机械强度和硬度逐级增加，抗腐蚀性能相近。
TA1和TA2的耐腐蚀性能和综合性能适中，TA0具有较好的成型性能，TA3具有较高强度和耐磨性能，考虑到经济性，选用TA2牌号。
由于钛及钛合金的抗拉强度随温度的升高而下降较快，见表1，因为硫酸铜蒸发罐的工作温度约为140℃，考虑到该温度下抗拉强度与常温下有较大差距，所以选用钛-钢复合板.综合考虑复合板的力学性能指标和工艺性能指标选用S30408+TA2。
2 筒体的卷制与封头的冲压钛材在剪切过程中，易产生塑性变形，加之温度过高，容易与空气中的氧、氮等反，产生加工硬化，降低防腐蚀性能，所以选用水下切割的方法。
钢板卷制过程中，在钢板厚度方向上，外层收到拉伸，内层收到压缩，存在一定的剪切应力。
由于钛-钢复合板按目前的生产技术一般采用爆炸法，界面存有一定的应力，叠加卷制产生的剪切应力，将面临巨大的剥离风险。
因此必须采用特殊的卷制方法：（1）使用合适的预弯模版进行板端预弯；（2）卷板一次压下量不宜过大，避免同一区域往复成形；（3）纵缝基层焊接完毕后进行无损检测；（4）尽可能减少筒体找圆次数。
钛制压力容器知识
钛制压力容器知识
1、钛材在冷冲压或冷弯时为什么回弹较大?影响因素有哪些?
钛材在冷冲压或冷弯时的回弹量较大，这是因为钛材的屈服限与弹性模量的比值大。
冷冲压或冷弯成形是塑性和弹性变形相结合的加工工艺，当被冲压或压弯工件卸载后，弹性变形部分就力图使工件恢复原状而回弹。
弹性回弹使工件的体积、⻆度和半径等都发生变化，影响工件的加工精度。
影响回弹的因素很多，其中最主要的有以下几点:
a、材料愈硬，回弹量愈大;
b、弹性模量愈低，屈服限愈高，回弹量愈大;
c、弯曲⻆为一定值时，工件愈厚，外边缘的应力愈大，塑性变形量也愈大，则回弹量小;
d、变形程度愈大，回弹量也愈大;
e、单向弯曲时的回弹量比多⻆弯曲时的回弹量大;
f、自由弯曲时的回弹量比用模具冲压时的回弹量大3倍;
g、金属的冷作硬化程度愈高，回弹量愈大;
h、随着工件冲压或弯曲时的温度升高，回弹量降低。
2、钛材在切削加工时应注意哪些事项?
钛材在切削加工时应注意到钛的如下特性 : （1）钛的摩擦系数大，在切削过程中切屑易产生高温，使刀具磨损加速;
（2）钛的热导率小，切屑坚韧不卷曲，与刀尖摩擦所产生的热量几乎全部集中在刀刃和刀具的前倾面上，使刀刃烧损，因此进刀量不宜太小，切削速度不宜过高，否则容易粘刀和细钛屑燃烧而造成事故 ;
（3）由于钛的弹性模量小，对细⻓工件进行深切削时易产生挠曲，工件易离开刀具，故在加工中需安装防振架 ;
（4）钛具有高温活性，在加工过程中易导致工件表面污染;
（5）由于钛中含有硬度较高的氧化物、氮化物和碳化物，所以在切削加工中易导致刀具切削刃很快磨损;
（6）切削钛时，切削力较小，切削加工不易产生刀痕，因此能够进行表面光洁度较高的加工。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钛材压力容器制造要点
1前言
钛材是一种新型金属材料，具有较高的强度、较小的密度(仅为碳钢的60%)、优良的耐腐蚀性能以及良好的工艺性能，今后将日益广泛地用于制造耐腐蚀的石油化工设备。
2组装及加工
2.1前期准备
(1)专门划分一块钛材设备制造区域，严禁与碳钢设备混堆、接触，工作场地必须铺设橡胶板。
(2)材料要入库妥为保管，禁止露天堆放。
同时设置几个钛材专用的边角余料箱，将边角料分类回收。
(3)自行设计、制造所需的专用机具、胎具等。
其中多层螺旋盘管弯制机不但解决了钛材盘管的煨弯难题，还荣获国家专利，专利号为92 2 338574；其它设备如剪板机、刨边机、滚板机等要保持清洁，防止油污、铁屑、辊子上的缺陷等损伤钛材表面。
(4)参加钛材设备制造的人员，着装应符合要求，工作服、手套要整洁，不允许穿带铁钉的鞋，并且尽量避免在钛板上走动。
2.2划线与落料
钛材对缺陷的敏感性很强，因此禁止用铁锤击打钛材表面或打样冲或钢印，禁止用墨汁或油漆书写有关标记。
钛材还易受铁、油污等的污染，下料切割后须用砂轮机将污染部位打磨干净，因此划线时要适当多留一些加工余量，一般以10～20mm为宜。
采用剪板、砂轮机或等离子弧切割落料。
采用等离子弧切割时，为防止飞溅损伤钛板，应在钛板表面涂刷白垩粉。
2.3加工坡口
对板材要求在刨边机上刨出坡口，对管材要求在车床上车出坡口，坡口均为V型，较长的板在刨边过程中容易产生挠曲、被撕裂的现象。
为了解决这些问题，我们用槽钢压紧刨削端，以增大刨边机对板材的压紧力，同时减小板材伸出刨边机的长度(由常规的50mm减为30mm)，以增大其刚度，再调整好刀具的刃倾角，并采用低速和小的进刀量切削，结果坡口光亮如镜，比碳钢及不锈钢坡口的粗糙度要低得多。
注意在钛材刨边过程中不能中途停止进刀，否则容易引起切削表面硬化，同时钛材刨边时磨刀及更换刀具也比碳钢及不锈钢频繁。
2.4卷板
钛板在卷制时，板材回弹量要比碳钢及不锈钢大，致使点焊比较困难。
我们采用天车配合使筒节在滚板机上滚圆后立即点焊，之后再吊离滚板机。
卷板时为了防止辊子上的缺陷损伤钛板表面，采用镀锌铁皮裹住钛板两面。
锥形封头、直径≥108mm的接管(没有无缝钛管，需用板卷制)、人孔筒节等在滚板机上无法成型，可使用自制胎具压制。
3焊接及检测
3.1焊接材料及设备
钛材焊接时采用手工钨极氩弧焊。
由于钛材的熔点高、热容大、导热性差，与碳钢及不锈钢相比，钛材还具有较高的化学活性。
当焊接时，它极易与氧、氢、氮、碳等元素发生剧烈反应，导致焊接接头脆化，容易产生裂纹。
为了获得机械性能良好的焊缝，焊前表面清理及焊接过程中的保护措施是保证焊接质量的关键。
焊接所用的材料及设备是：
(1)纯度不低于99.99%的氩气。
(2)选用铈钨极，包括直径1、1.5、2、3mm四种。
(3)焊丝应按GB3623-83“钛及钛合金焊丝”标准选用，也可把板材剪成丝使用。
(4)使用钨极(自动或手工)交、直流两用氩弧焊机。
3.2焊接操作
3.2.1焊前清理
焊缝只要受到少量铁、油污等杂质的污染，就会严重影响焊接质量，因此，对焊缝表面必须进行严格的清理。
清理的顺序如下：
(1)用砂纸或砂轮机除去焊缝及其两侧不少于50mm范围内的氧化层，直到露出银白色的金属为止。
(2)用崭新的绸布蘸无水酒精将表面擦拭干净，直到绸布上没有污染为止。
(3)将焊丝用无水酒精擦拭干净。
(4)焊缝及焊丝清理后要立即施焊，否则应重新清理。
3.2.2焊接操作要领
(1)手工钨极氩弧焊的焊接工艺参数如表1所示(焊丝均为TA2)。
(2)钨极伸出10～12mm为宜，焊缝每次填充的高度为2～3mm，最高不超过5mm。
单面焊双面成型焊缝的对接间隙为1.5mm。
(3)焊接完毕后焊炬不能立即离开，要连同保护盒继续保护，直到焊接接头冷却到400℃以下方可离开。
(4)厚度大于4mm的对接和角焊缝应采用多层焊。
每层焊道施焊前，都应保证上一层无氧化，如有氧化必须彻底清除后再施焊。
(5)当焊缝表面存在咬边、弧坑或焊肉低于母材表面时，如无氧化污染则可直接修补；但对于未焊透、表面未熔合及表面裂纹等均应将缺陷打磨干净，进行清理后补焊。
返修次数不能超过两次。
3.2.3焊接过程的保护措施
由于钛材对氧、氢、氮有很高的亲合力，容易导致焊接接头塑性下降，所以对焊缝熔池及其背部凡400℃以上的焊接热影响区都必须进行严格的保护。
熔池的保护由焊炬来完成，热影响区及400℃以上的受热部位由保护盒保护。
保护盒最好用铜材制作，我们自制的保护盒如图1所示。
氩气流量以7～15L/min为宜，太小气流刚性低，保护效果差；太大会引起气流紊乱，把空气带入焊接区。
因此，氩气应保持层流状态。
图1气体保护盒示意
3.3焊缝检测
焊缝采用外观检查、着色及射线检测三种方式来检验焊缝质量。
外观检查主要观察焊缝的表面缺陷及焊接接头的颜色，并根据表面颜色来判定气体的保护效果，参照表2可通过钛材焊缝表面颜色判定焊接质量。
能超过两次。
按JB4730-94“压力容器无损检测”进行着色及射线检测，着色检测应符合Ⅱ级要求，射线检测应符合Ⅲ级要求。