Titanyum Basınçlı Kaplar
Titanyum endüstrileri : Oct. 24, 2025Titanyum Basınçlı Kaplar
Titanyum basınçlı kaplar, ticari olarak saf titanyum veya titanyum alaşımlarından (kabuk, kafalar, nozullar vb.) üretilir ve agresif ortamları belirli sıcaklık ve basınç altında depolamak veya taşımak için kullanılır.
Islak klora, klorür içeren ortamlara, deniz suyuna ve çeşitli asit ve alkalilere karşı uzun süreli korozyon direnci sağlarken, yüksek mukavemet-ağırlık oranları ve düşük yoğunlukları arıza süresini ve bakımı azaltır. Ayrıca yüksek saflık/düşük sızabilir madde gereksinimlerini karşılayarak daha düşük bir toplam sahip olma maliyeti sunarlar.
Sürekli servis için ≤250 °C önerilir; ≥300 °C özel değerlendirme gerektirir.
Titanyum Basınçlı Kaplara Giriş
Bir titanyum basınçlı kap, aşındırıcı ortamı tanımlanmış sıcaklık/basınçta depolamak veya işlemek için titanyum/titanyum alaşımlı kabuk, kafalar, nozullar ve kanallar kullanır. Deniz suyuna/klorürlere/asitlere karşı dayanıklıdır, yüksek mukavemet-ağırlık oranına ve düşük sızabilirliğe sahiptir, bu da çalışma süresini ve saflığı artırır.
Tipik kullanımlar: klor-alkali, tuzdan arındırma/açık deniz soğutma, ince kimyasallar, elektroliz/elektrokaplama. Küçük-orta boy, düşük-orta basınç ve yüksek saflık ihtiyaçları için tam titanyumu seçin; kalın duvarlı, yüksek basınçlı veya geniş çaplı ekonomi için çelik üzerine Ti kaplı seçin.
ASME Bölüm VIII'e göre tasarım; ASME Bölüm IX'a göre nitelikli kaynak. ASTM/ASME SB malzemelerini (örneğin, B265/B348/B338/B861/B381/B363) kullanın ve hidro/pnömatik testler, isteğe bağlı helyum sızıntı testleri ve NDT (RT/UT/PT) ile doğrulayın.
Özellikler & Uyumluluk
Tasarım kodu: ASME BPVC Bölüm VIII (Bölüm 1 / Bölüm 2)
WPS/WPQ: ASME Bölüm IX'a göre
Şerit/Levha/Plaka: ASTM B265 / ASME SB-265
Çubuk: ASTM B348 / ASME SB-348
Boru: ASTM B861 (dikişsiz) / B862 (kaynaklı) = ASME SB-861 / SB-862
Isı eşanjörü boruları: ASTM B338 / ASME SB-338
Dövme: ASTM B381 / ASME SB-381
Boru bağlantı parçaları: ASTM B363 / ASME SB-363
Kapsam & Parametreler
| Kategori | Tipik aralık / notlar |
|---|---|
| Malzeme sınıfları | CP titanyum Gr1/Gr2; alaşımlar Gr7 (Pd modifiyeli, aralık/indirgeyici ortam için) / Gr12; Gr5 , daha yüksek mukavemetin gerekli olduğu durumlarda düşünülebilir (kaynaklanabilirlik/korozyon özel olarak nitelendirilmelidir). |
| Tasarım sıcaklığı | Tipik olarak –50 °C ila 300 °C; ≤ Aktivasyon/gevrekleşme risklerini azaltmak için sürekli servis için 250 °C önerilir. |
| Tasarım basıncı | Tipik olarak ≤ 4,0 MPa ( ≈ 40 çubuğu); ASME hesaplamaları ve malzeme/kalınlık ile belirlenen nihai derecelendirme. |
| Geometri | Çap ≤ 3048 mm (120 inç); uzunluk ≤ 7620 mm (300 inç); Duvar kalınlığı ≤ 75 mm (≈ 2,95 inç). |
| Yapılandırma | Dikey/yatay kaplar, kolonlar, ısı eşanjörü kabukları / boru levhaları vb. |
| Dokümantasyon & test | EN 10204 3.1/3.2 MTC; NDT (UT/RT/PT); hidrostatik & pnömatik/sızıntı testleri; gerektiğinde üçüncü taraf tanıklığı. |
| Uygulanabilir standartlar | ASME Bölüm VIII (tasarım/üretim/muayene), ASME Bölüm IX (kaynak kalifikasyonu); ortak malzeme özellikleri ASTM B265/B338/B381, vb.; Proje gereksinimlerinin gerektirdiği şekilde PED/NACE . |
Titanyum Basınçlı Kapların Bileşenleri
Basınç Sınırı
Kabuk ve kabuk sıraları, CP titanyum levhadan (ASTM B265) haddelenir ve ortam ve hizmet başına seçilen Gr2/Gr7/Gr12 ile alın kaynaklıdır; İç yüzey cilalanabilir ve temizlenebilir. Kafalar, eliptik, bombeli, konik veya düz tiplerde spin şekillendirmeyi ve kaynak sonrası yeniden şekillendirmeyi destekleyen uyumlu malzemeden yapılmıştır. Yollar/el delikleri, sıhhi contalar ve isteğe bağlı gözetleme lambası/gözetleme camı ile hızlı açılabilir veya cıvatalanabilir.
Nozullar & Uçlar
Proses nozulları, tipik olarak titanyum boru (ASTM B338) ile eşleştirilmiş besleme/çekme, sirkülasyon, havalandırma/battaniye ve boşaltma/yoğuşma noktalarını kapsar; Gerektiğinde takviye pedleri ve dahili akış gömlekleri/kılavuzları eklenebilir. Uç bağlantılar arasında titanyum flanşlar (RF/FF/TG/RTJ), Tri-Clamp sıhhi yüksükler, dişli (NPT/BSP/Metrik) ve alın kaynaklı uçlar bulunur. Contalar ve bağlantı elemanları titanyum, nikel bazlı ve metalik olmayan seçeneklerde mevcuttur; Bağlantı elemanları tamamen titanyum veya korozyona uygun olabilir.
Iç
İç kısımlar, kalma süresini ve kütle aktarımını optimize etmek için akış kılavuzları, bölmeler ve bölmeler içerebilir. Dağıtım/toplama sistemleri, püskürtme boruları, dağıtıcılar, tepsiler, süzgeçler/sepetler ve buğu gidericilerden (tel örgü veya kanat) oluşur. Erozyona eğilimli bölgeler, aşınma astarları veya değiştirilebilir astarlar kullanabilir; Entegre ısı değişimi/filtreleme tasarımları, titanyum boru levhaları, boru demetleri veya kartuş yuvaları ekleyebilir.
Destekler & Kaplama
Destek seçenekleri arasında eyerler, etekler, bacaklar/pabuçlar ve kaldırma pabuçları yer alır ve kaldırma noktaları ve ağırlık merkezi işaretleri sevkıyattan önce sağlanır. Yalıtım ve mantolama, uygun yoğuşma kontrolü ve drenajı ile mineral yün/aerojel artı alüminyum/paslanmaz kılıflarla yapılandırılabilir. Taşıma veya bekleme sırasında, nozullar panjurlar/kapaklarla korunur ve kap dahili olarak korunabilir (örn. inert gaz tahliyesi).
Enstrümantasyon & Güvenlik
Basınç, seviye (manyetik/DP/radar), termoveller ve numune alma için cihaz bağlantıları sağlanmıştır. Güvenlik koruması, üçüncü taraf tanıklığının mevcut olduğu tekli veya seri/paralel düzenlemelerdeki emniyet valflerini ve patlama disklerini içerir. Servis açıklıkları ve gözetleme camları, çevrimiçi denetimi ve CIP/SIP temizliğini ve bakımını kolaylaştırır.
Tam Titanyum ve Ti Kaplı Basınçlı Kaplar
| Anahtar metrik | Tam titanyum basınçlı kap | Ti-çelik kaplı basınçlı kap (ASTM B898) | Tavsiye |
|---|---|---|---|
| Korozyon sınırı | En sağlam: yüksek klorürlü, ıslak klorlu, deniz suyu sıçraması/çatlak koşullarında mükemmeldir. | Titanyum tabaka ile korunan medya tarafı; Performans, kaplama kalitesine ve kenar sızdırmazlığına bağlıdır. | Aşırı/ultra saf/durgun deniz suyu → Tam titanyum |
| Masraf | Pahalı baz ve dolgu metalleri nedeniyle daha yüksek CAPEX. | Tam titanyumdan ~%20-60 daha düşük. | Bütçeye duyarlı veya çok büyük projeler → Kaplı |
| Ağırlık | Çakmak; kaldırma ve açık deniz platformları için daha iyi. | Çelik alt tabaka yük taşır; daha ağır ölü ağırlık. | Ağırlık açısından kritik → Tam titanyum |
| Boyut & kalın duvar | Çok büyük boyutlar veya kalın duvarlar için maliyetler keskin bir şekilde artar. | Büyük çaplı ve kalın duvarlı üniteler için daha ekonomik/programlanabilir. | Çok büyük veya kalın duvarlı → Kaplı |
| Bakım & risk | Farklı arayüz yok; tipik olarak astarsız ve az bakım gerektirir. | Ömür boyunca bağ/kenar delaminasyonunu ve sızıntıyı izlemelidir. | Tam titanyum → yüksek arıza süresi maliyeti |
| Tipik uygulamalar | Klor-alkali, deniz suyu/tuzdan arındırma, vakum/ultra saf hizmet, havacılık kriyojenik tankları. | Emiciler/yıkayıcılar, ısı eşanjörü kabukları, büyük depolama tankları. | Hibrit mümkün: kritik ıslak alanlarda tam titanyum + başka yerlerde kaplama. |
Uygulama
Klor-alkali / klor içeren oksitleyici sistemler
Tam titanyum basınçlı kaplar, reaktörler, yıkayıcılar, depolama tankları, yollar ve nozullar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyumun klorür ortamında çukurlaşmaya, çatlak korozyonuna ve gerilim-korozyon çatlamasına karşı doğal direnci, uzun, astarsız servis, arıza süresini ve bakımı azaltır. Klorürlerdeki yaygın paslanmaz çelik arızalarını (çukurlaşma, kauçuk astarın soyulması ve sızıntı) çözer.
Deniz suyu / desalinasyon & açık deniz soğutma
Tuzdan arındırma kabukları, deniz suyu soğutucu kabukları ve deniz suyu tankları için tam titanyum, deniz suyunun korozyon direncini düşük ağırlıkla birleştirir. Yüksek akış hızlarında performansı korur ve yeniden borulama/bakım aralıklarını uzatarak karbon çeliği/kaplama sistemlerine özgü hızlı korozyon, kaplama arızası ve kireçlenmeye bağlı sızıntıları giderir.
İnce kimyasallar / PTA / asidik ortam
Reaktörlerde, kristalizatörlerde, filtre muhafazalarında ve bağlantı makaralarında titanyumun temiz yüzeyi ve düşük metal sızabilir maddeleri çok çeşitli asitlere karşı direnç göstererek parti kontaminasyonu riskini azaltır. Astar delaminasyonundan kaynaklanan ikincil kirlenmeyi önler ve sızıntılardan veya yeniden astarlamadan kaynaklanan kapanmaları azaltır.
Elektroliz / SX-EW, elektrokaplama & su arıtma
Elektrolit tankları, soğutucular, filtre muhafazaları ve dozaj/nötralizasyon kapları için titanyum, asit halojenür sistemlerine ve klor bazlı dezenfektanlara dayanıklıdır; Yüzeyi kolayca temizlenir ve kirlenmeye karşı dayanıklıdır. Asit sisi ve klorür ortamlarında bakır/paslanmazdan daha iyi performans göstererek yama sızıntılarını ve değiştirmeleri azaltır ve çalışma süresini artırır.
Ağırlığa duyarlı ekipman / havacılık ve yeni enerji
Hafif kaplarda, gaz şişelerinde ve özel kimyasal ünitelerde titanyumun yüksek mukavemet-ağırlık oranı, korozyon direnci ve düşük yoğunluğu, güvenlikten ödün vermeden önemli ölçüde kütle azaltımı sağlayarak geleneksel çelik ekipmanlardaki aşırı ağırlık ve pas kaynaklı güvenilirlik sorunlarını çözer.
Üretim
Kaynak
Kaynak öncesi temizlik: Gerektiğinde eğimler/oluklar hazırlayın ve özel paslanmaz veya metalik olmayan fırçalar kullanarak her iki tarafta 25 mm içindeki oksit, gres, çapak ve tozu temizleyin; Temiz ve kuru bir yüzey sağlamak için aseton veya etanol ile bitirin.
Koruma: Kaynak boyunca özel arka korumalar/üst ve arka koruma kullanın; operatörleri koordine edin, böylece kaynak soğuyana kadar koruma kalır. Arka taraf koruması, özellikle tek taraflı kaynak veya çift taraflı şekillendirme için kritik öneme sahiptir.
Teknik: Sabit bir ark/su birikintisi için uygun bir kök boşluğu sağlayın. Havuz derinliğini ve akışını izlerken tungsteni yakın tutun ve kaynağı sürekli ve sabit tutun; Nitelikli akım seviyelerine kesinlikle uyun (aşırı akım yok). Geçişler arasında belirtilen soğutma süresine izin verin. Alanı kuru ve tozsuz tutun; ortam hava hızı < 2 m/s to avoid arc instability.
Işleme
Flanş sızdırmazlık yüzeylerini, nozül deliklerini ve cıvata deliklerini bitirmek için tek kurulumlu tornalama-frezeleme-delik işleme kullanın. ASME B16.5'e göre flanş yüzleri (RF/FF/TG/RTJ); uç bağlantıları NPT/BSP/Metrik dişleri ve Tri-Clamp sıhhi yüksükleri destekler. Kod ve çizim başına nozul eğimleri hazırlayın; Kaynak sonrası son makine sızdırmazlık yüzeyleri. Özel fikstürler ve proses içi denetim, standart contalar ve borularla geometri ve değiştirilebilirlik sağlar.
Yüzey işleme
Titanyuma özgü temizliği takip edin: temiz kurutma → pasivasyon → dekapaj/kaynak renk değişikliği giderme → yağdan arındırın → DI-suyla durulayın. İsteğe bağlı mekanik/elektro-parlatma, temizlenebilirliği ve akışı iyileştirir; kör boşluklar CIP/SIP dostu olacak şekilde tasarlanmıştır. Sevkiyattan önce görsel/boroskop kontrolleri ve sızıntı/basınç testleri yapın, tüm bağlantı noktalarına panjur/kapak takın, gerektiğinde inert gaz koruması uygulayın ve güçlendirilmiş tabanlı ihracat kasalarına koyun.
Denetim & Test
Tahribatsız muayene (NDE).
Çizimlere ve geçerli standartlara uygun olarak belirlenmiş basınçlı parçalar ve kritik kaynaklar üzerinde UT/RT/PT gerçekleştirin; Tam izlenebilirliği sağlamak için orijinal endikasyonları/filmleri ve raporları saklayın.
Basınç ve sızıntı testi.
Onaylanmış ITP/ATP prosedürlerini izleyerek ASME BPVC UG-99/UG-100'e göre hidrostatik veya pnömatik testler gerçekleştirin. Yüksek saflıkta veya vakumlu hizmet için, sözleşmede/ITP'de belirtildiği gibi kabul hassasiyetine sahip helyum kütle spektrometresi sızıntı tespiti (MSLD) ekleyin (örneğin, ≤ 1×10⁻⁶ mbar· L/s). Şüpheli yerler izole edilecek ve kabul kriterleri karşılanana kadar yeniden test edilecektir.
Gelen ve kritik bileşen doğrulaması.
ICP-OES/PMI aracılığıyla kimyasal bileşimi doğrulayın; gerektiğinde mekanik testler (örneğin, ASTM E8/E23) yapmak; Onaylı çizimlere ve veri sayfalarına göre eksiksiz boyutsal ve görsel denetimler.
İzlenebilirlik ve teslimatlar.
Üretim boyunca malzemeler, dolgu metalleri ve koruyucu gazlar için ısı/parti izlenebilirliğini koruyun. EN 10204 3.1/3.2 MTC, nitelikli WPS/PQR/WPQ, NDE raporları, hidro/pnömatik/helyum test kayıtları, paketleme ve koruma talimatları dahil olmak üzere bir dokümantasyon paketi sunar; Belirtildiğinde üçüncü taraf tanıklığı (örneğin, SGS/BV/DNV/TÜV) veya yerleşik teftiş düzenlemek.
SSS (Teknik)
Soru 1. Basınçlı kap için "en iyi" metal hangisidir?
A. Servise bağlıdır: Orta derecede klorürlü genel korozyon için 304/316L/dubleks (2205/2507); yüksek sıcaklıkta, güçlü oksitleyici/indirgeyici asitler için nikel alaşımları; Deniz suyu, ıslak klor, hipokloritler, klorür oksitleyici sistemler ve yüksek saflıktaki ortamlar için titanyum/titanyum alaşımları, bu tür ortamlarda uzun hizmet ömrü ve daha düşük toplam sahip olma maliyeti sunar.
Soru 2. Titanyum derin deniz (dış) basınca dayanabilir mi?
A. Evet, dış basınç için tasarlandığında. Kapasite, ASME Bölüm VIII dış basınç çizelgelerine göre geometri, duvar kalınlığı, sertleştirme ve burkulma kontrollerine tabidir. Yaygın uygulamada, sertleştirici halkalara/nervürlere sahip küresel kabuklar veya kısa silindirler kullanılır, ardından dış basınç testi ve NDE yapılır.
3. Çeyrek. Titanyum basınç altında çatlar mı?
A. Kurallara uygun tasarım ve nitelikli kaynak uygulandığında değil. Riskler, hidrojen toplama/gevrekleşme, kaynak kirlenmesi (O/N/H), keskin çentikler/gerilim yükselticiler veya uyumsuz ortamlardan (örn. HF/florürler) kaynaklanır. Azaltıcı önlemler arasında çatlak/indirgeme ortamları için Pd taşıyan kaliteler (Gr7/Gr16), kaynak sırasında tam inert gaz koruması, sıkı kirlilik kontrolü ve gerektiğinde kaynak sonrası hidrojenden arındırma/yeniden pasivasyon yer alır.
4. Çeyrek. Titanyum kaplar için korozyon payı gerekli midir?
A. Amaçlanan ortamda tipik olarak düşük korozyon oranları göz önüne alındığında, genellikle düşük veya sıfır. Yarıkların/birikintilerin/erozyonun beklendiği durumlarda, hız ve geometriye dayalı olarak yerel bir pay, aşınma astarları veya güçlendirilmiş ayrıntılar belirtin.
Soru 5. Ti kaplı (çelik üzerine titanyum) kaplar katmanlara ayrılır mı? Dürüstlük nasıl sağlanır?
A. UT arayüzü, uygun kenar kapsülleme/kaplama ve nitelikli kaynak prosedürlerine sahip uyumlu patlama/rulo bağlı plaka kullanıldığında, uzun vadeli hizmet elde edilebilir; Gerekirse hizmet içi yerel astar onarımları mümkündür.
Soru 6. Helyum sızıntı testi zorunlu mu?
A. Hidro/pnömatik testlere göre üstün hassasiyeti nedeniyle yüksek saflıkta, vakumlu, toksik veya yüksek değerli hizmetler için şiddetle tavsiye edilir. Genel hizmetler için kurallara ve sözleşme gerekliliklerine uyun.
Soru 7. Titanyum ilaç/gıda/UPW sistemleri için uygun mudur?
C. Evet. Titanyum yüksek temizlik, korozyon direnci ve biyouyumluluk sunar, CIP/SIP ve yeniden pasivasyonu destekler; Proses spesifikasyonlarını karşılamak için uygun yüzey pürüzlülüğü/temizlik sınıflarını seçin ve partikülleri/metal sızabilirlerini kontrol edin.
Soru 8. Contalar ve flanş yüzeyleri nasıl seçilmelidir?
A. Genellikle RF yüzlerinde ePTFE/PTFE veya titanyum şeritli spiral sargıyı tercih edin; RTJ, belirli yüksek basınçlı hizmetler için ayrılmıştır. Soğuk akışı ve gevşemeyi önlemek için üreticinin tork tablolarını uygulayın ve cıvata yükünü doğrulayın.
