Титановые сосуды высокого давления

Титановые сосуды высокого давления

Титановые сосуды высокого давления изготавливаются из коммерчески чистого титана или титановых сплавов (корпус, головки, сопла и т. д.) и используются для хранения или транспортировки агрессивных сред при заданной температуре и давлении.

Они обеспечивают долгосрочную коррозионную стойкость к влажному хлору, хлоридсодержащим средам, морской воде и ряду кислот и щелочей, а их высокое отношение прочности к весу и низкая плотность сокращают время простоя и технического обслуживания. Они также отвечают требованиям к высокой чистоте и низкому выщелачиваемости, обеспечивая более низкую совокупную стоимость владения.

Для непрерывной работы рекомендуется ≤250 °C; ≥300 °C требует специальной оценки.

Введение в титановые сосуды высокого давления

В титановом сосуде высокого давления используется корпус, головки, сопла и люки из титана/титанового сплава для хранения или обработки агрессивных сред при определенной температуре/давлении. Он устойчив к морской воде/хлоридам/кислотам, имеет высокое соотношение прочности к весу и низкое количество выщелачиваемых веществ, что увеличивает время безотказной работы и чистоту.

Типичное применение: хлорщелочь, опреснение/морское охлаждение, тонкая химия, электролиз/гальваническое покрытие. Выбирайте цельный титан для потребностей малого и среднего размера, низкого и среднего давления и высокой чистоты; выберите титано-плакированный сталь для толстостенных материалов, высокого давления или большого диаметра.

Проектирование в соответствии с разделом VIII ASME; квалификация сварки в соответствии с разделом IX ASME. Используйте материалы ASTM/ASME SB (например, B265/B348/B338/B861/B381/B363) и проверяйте с помощью гидравлических/пневматических испытаний, дополнительных испытаний на утечку гелия и NDT (RT/UT/PT).

Технические характеристики и соответствие нормативным требованиям

Дизайн-код: ASME BPVC Раздел VIII (Раздел 1 / Раздел 2)

WPS/WPQ: в соответствии с разделом IX ASME

Полоса/Лист/Тарелка: ASTM B265 / ASME SB-265

Бар: ASTM B348 / ASME SB-348

Труба: ASTM B861 (бесшовный) / B862 (сварной) = ASME SB-861 / SB-862

Трубки теплообменника: ASTM B338 / ASME SB-338

Поковки: ASTM B381 / ASME SB-381

Фитинги для трубопроводов: ASTM B363 / ASME SB-363

Область применения и параметры

Компоненты титановых сосудов высокого давления

Граница давления

Оболочка и корпуса прокатываются из титановой пластины CP (ASTM B265) и свариваются встык, при этом Gr2/Гр7/Гр12 выбираются для среды и обслуживания; Внутренняя поверхность может быть отполирована и очищена. Головки изготовлены из соответствующего материала, поддерживают формовку методом вращения и придание формы после сварки в эллиптическом, выпуклом, коническом или плоском типах. Люки могут быть быстро открыты или закреплены болтами, с санитарными уплотнениями и дополнительным смотровым фонарем/смотровым стеклом.

Форсунки и наконечники

Технологические форсунки охватывают точки подачи/отбора, циркуляции, вентиляции/рулонного покрытия и слива/конденсата, обычно в паре с титановой трубой (ASTM B338); При необходимости могут быть добавлены армирующие прокладки и внутренние вкладыши/направляющие. Торцевые соединения включают титановые фланцы (RF/FF/TG/RTJ), санитарные наконечники Tri-Clamp, резьбовые (NPT/BSP/метрические) и стыковые сварные концы. Прокладки и крепежные элементы доступны в титановом, никелевом и неметаллическом вариантах; Крепеж может быть полностью титановым или совместимым с коррозией.

Внутреннем

Внутренние устройства могут включать в себя направляющие потока, перегородки и перегородки для оптимизации времени пребывания и массообмена. Системы распределения/сбора включают в себя распылительные трубы, распределители, лотки, сетчатые фильтры/корзины и туманоуловители (проволочную сетку или лопасти). В зонах, подверженных эрозии, могут использоваться изнашиваемые вкладыши или сменные вкладыши; Интегрированные конструкции с теплообменником/фильтрацией могут добавлять титановые трубные решетки, пучки труб или седла картриджей.

Опоры и облицовка

Варианты поддержки включают седла, юбки, ноги/проушины и подъемные проушины, с точками подъема и метками центра тяжести, предоставленными перед отправкой. Изоляция и оболочка могут быть сконфигурированы с минеральной ватой/аэрогелем и алюминиевыми/нержавеющими оболочками, с надлежащим контролем конденсата и дренажем. Во время транспортировки или ожидания форсунки защищены жалюзи/колпачками, а сосуд может быть внутренне защищен (например, при продувке инертным газом).

Контрольно-измерительные приборы и безопасность

Предусмотрены подключения приборов для измерения давления, уровня (магнитного/DP/радара), защитных гильз и отбора проб. Защитная защита включает в себя предохранительные клапаны и разрывные мембраны в одиночном или последовательном/параллельном исполнении, с возможностью засвидетельствования третьей стороной. Сервисные отверстия и смотровые стекла облегчают осмотр в режиме реального времени, а также очистку и техническое обслуживание CIP/SIP.

Полностью титановые и титановые сосуды под давлением

Приложений

Хлорно-щелочные/хлорсодержащие окислительные системы

Полностью титановые сосуды высокого давления широко используются в реакторах, скрубберах, резервуарах для хранения, люках и форсунках. Присущая титану стойкость к точечной коррозии, щелевой коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридных средах обеспечивает длительный срок службы без футеровки, сокращая время простоя и технического обслуживания. Он решает распространенные проблемы отказов нержавеющей стали в хлоридах (точечная коррозия, отслаивание резиновой футеровки и утечка).

Морская вода / опреснение и морское охлаждение

Для опреснительных раковин, охладителей морской воды и резервуаров для морской воды полностью титан сочетает в себе коррозионную стойкость морской воды с малым весом. Он поддерживает производительность при высоких скоростях потока и увеличивает интервалы замены труб / технического обслуживания, устраняя быструю коррозию, разрушение покрытия и утечки, связанные с образованием накипи, типичные для систем из углеродистой стали/покрытий.

Тонкая химия / ТФК / кислотные среды

В реакторах, кристаллизаторах, корпусах фильтров и соединительных катушках чистая поверхность титана и выщелачиваемые вещества с низким содержанием металлов устойчивы к широкому спектру кислот, снижая риск загрязнения партиями. Это позволяет избежать вторичного загрязнения из-за расслоения футеровки и сокращает количество простоев из-за утечек или повторной футеровки.

Электролиз / SX-EW, гальваническое покрытие и очистка воды

Для баков электролита, охладителей, корпусов фильтров и резервуаров для дозирования/нейтрализации титан устойчив к кислотно-галогенидным системам и дезинфицирующим средствам на основе хлора; Его поверхность легко очищается и устойчива к загрязнениям. Он превосходит медь/нержавеющую сталь в среде кислотного тумана и хлоридов, уменьшая количество утечек и замен участков, а также увеличивая время безотказной работы.

Весовое оборудование / аэрокосмическая промышленность и новая энергетика

В легких сосудах, газовых баллонах и специальных химических установках высокое отношение прочности к весу, коррозионная стойкость и низкая плотность титана обеспечивают значительное снижение массы без ущерба для безопасности, решая проблемы избыточного веса и надежности, вызванные ржавчиной, в традиционном стальном оборудовании.

Производственный

Сварка

Очистка перед сваркой: Подготовьте скосы/канавки по мере необходимости и удалите оксиды, смазку, заусенцы и пыль в пределах 25 мм с обеих сторон с помощью специальных нержавеющих или неметаллических щеток; Отделайте ацетоном или этанолом, чтобы обеспечить чистую и сухую поверхность.

Экранирование: используйте специальные замыкающие щиты / защиту сверху и сзади во время сварки; Координируйте операторов, чтобы экранирование сохранялось до тех пор, пока сварной шов не остынет. Защита тыльной стороны имеет решающее значение, особенно при односторонней сварке или двустороннем формовании.

Техника: Поддерживайте соответствующий зазор между корнями для устойчивой дуги/лужи. Держите вольфрам близко и непрерывную и стабильную сварку, контролируя глубину и расход бассейна; Строго соблюдайте квалифицированные уровни тока (не допускайте перегрузки по току). Оставьте заданное время охлаждения между проходами. Следите за тем, чтобы участок был сухим и не содержал пыли; Скорость окружающего воздуха < 2 m/s to avoid arc instability.

Обработки

Используйте токарно-фрезерную обработку и растачивание за одну установку для чистовой обработки уплотнительных поверхностей фланцев, отверстий сопел и отверстий под болты. Фланцевые грани в соответствии с ASME B16.5 (RF/FF/TG/RTJ); торцевые соединения поддерживают резьбу NPT/BSP/метрическую систему и санитарные наконечники Tri-Clamp. Подготовить фаски сопел по коду и чертежу; Финишная машинная герметизация поверхностей после сварки. Специальные приспособления и контроль в процессе производства обеспечивают геометрию и взаимозаменяемость со стандартными прокладками и трубопроводами.

Поверхностная обработка

Соблюдайте строгие правила чистоты, характерные для титана: обезжиривайте → промывайте деградионной водой → травление/удаление обесцвечивания сварных швов → пассивацию → чистую сушку. Дополнительная механическая/электрополировка улучшает очищаемость и текучесть; Глухие полости спроектированы таким образом, чтобы быть дружественными к CIP/SIP. Перед отправкой проведите визуальные/бороскопические проверки и испытания на герметичность/давление, установите жалюзи/колпачки на всех портах, при необходимости примените меры по сохранению инертного газа и упакуйте экспортные ящики с усиленным основанием.

Инспекция и тестирование

Неразрушающий контроль (ОСП).

Проведение UT/RT/PT на определенных деталях под давлением и критических сварных швах в соответствии с чертежами и применимыми стандартами; Сохраняйте оригинальные показания/пленки и отчеты для обеспечения полной прослеживаемости.

Испытание под давлением и на герметичность.

Проводите гидростатические или пневматические испытания в соответствии с ASME BPVC UG-99/UG-100 в соответствии с утвержденными процедурами ITP/ATP. Для работы в условиях высокой чистоты или вакуума добавьте гелиевый масс-спектрометр для обнаружения утечек (MSLD) с чувствительностью приемки, указанной в контракте/ITP (например, ≤ 1×10⁻⁶ мбар· Л/с). Подозрительные места должны быть изолированы и повторно испытаны до тех пор, пока не будут выполнены критерии приемлемости.

Входящая и критическая проверка компонентов.

Проверка химического состава с помощью ICP-OES/PMI; при необходимости проводить механические испытания (например, ASTM E8/E23); Полный размерный и визуальный контроль по утвержденным чертежам и техническим паспортам.

Прослеживаемость и конечные результаты.

Поддерживайте тепло/прослеживаемость партий материалов, присадочных металлов и защитных газов на протяжении всего производства. Доставка пакета документации, включающего EN 10204 3.1/3.2 MTC, квалифицированные WPS/PQR/WPQ, отчеты NDE, протоколы гидравлических/пневматических/гелиевых испытаний, инструкции по упаковке и хранению; организовать засвидетельствование третьей стороной (например, SGS/BV/DNV/TÜV) или осмотр по месту жительства, если это оговорено.

FAQ (Технические)

В1. Какой металл «лучший» для сосуда под давлением?

A. Зависит от вида обслуживания: 304/316L/дуплекс (2205/2507) для общей коррозии с умеренными хлоридами; никелевые сплавы для высокотемпературных, сильно окисляющих/восстановительных кислот; Титан/титановые сплавы для морской воды, влажного хлора, гипохлоритов, хлоридных систем окисления и сред высокой чистоты обеспечивают длительный срок службы и более низкую совокупную стоимость владения в таких условиях.

В2. Может ли титан выдержать глубоководное (внешнее) давление?

A. Да, если он рассчитан на внешнее давление. Производительность регулируется геометрией, толщиной стенки, жесткостью и проверкой на потерю устойчивости в соответствии с таблицами внешнего давления ASME, раздел VIII. В обычной практике используются сферические оболочки или короткие цилиндры с кольцами жесткости/ребрами жесткости с последующим испытанием внешним давлением и неразрушающим контролем.

В3. Трескается ли титан под давлением?

A. Не в том случае, если применяется конструкция, соответствующая нормам, и квалифицированная сварка. Риски возникают из-за улавливания/охрупчивания водорода, загрязнения сварного шва (O/N/H), острых надрезов/поднятия напряжения или несовместимых сред (например, HF/фторидов). Меры по смягчению последствий включают в себя сплавы подшипников Pd (Гр7/Gr16) для щелей/восстановительных сред, полную защиту от инертного газа во время сварки, строгий контроль загрязнения и при необходимости дегидрирование/повторную пассивацию после сварки.

В4. Требуется ли допуск на коррозию для титановых сосудов?

О. Часто низкая или нулевая, учитывая, как правило, низкую скорость коррозии в предполагаемой среде. Там, где ожидаются щели/отложения/эрозия, укажите локальный припуск, износостойкие вкладыши или усиленные детали на основе скорости и геометрии.

В5. Будут ли сосуды, плакированные титаном (титаном на стали), расслаиваться? Как обеспечивается добросовестность?

A. При использовании совместимых взрывостойких/рулонных листов с интерфейсом UT, надлежащей герметизации/наплавки кромок и квалифицированных сварочных процедур, достигается долгосрочная служба; При необходимости возможен локальный ремонт лайнеров в процессе эксплуатации.

В6. Является ли испытание на герметичность гелия обязательным?

A. Он настоятельно рекомендуется для высокочистых, вакуумных, токсичных или дорогостоящих услуг из-за его превосходной чувствительности по сравнению с гидравлическими/пневматическими испытаниями. Для общих услуг следуйте кодексу и договорным требованиям.

В7. Подходит ли титан для систем фармацевтики/пищевой промышленности/UPW?

О. Да. Титан обладает высокой чистотой, коррозионной стойкостью и биосовместимостью, поддерживает безразборную мойку / стерилизацию и повторную пассивацию; Выберите подходящие классы шероховатости/чистоты поверхности и контролируйте частицы/металлические выщелачиваемые вещества в соответствии со спецификациями процесса.

В8. Как следует выбирать прокладки и фланцевые грани?

A. Отдавайте предпочтение из вспененного ПТФЭ / ПТФЭ или спирально-навивного с титановой полосой, обычно на радиочастотных поверхностях; RTJ зарезервирован для определенных услуг с высоким давлением. Примените таблицы крутящих моментов производителя и проверьте нагрузку на болты, чтобы предотвратить течение холодом и ослабление.