钛复合板容器制造要求5
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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。
一、钛钢复合板筒体划线:1、钛钢复合板筒体在划线、下料前必须在复层贴纸保护,防止表面钛复层表面划伤和铁离子的污染。
2、钛钢复合板的划线应在复层上进行,划线应尽量采用金属铅笔,只有在以后的加工工序中能去除的部分才允许打冲眼。
3、对钛钢复合板局部有不贴合等缺陷的位置以及材料取样复验在划线时就应充分考虑避开(包括轧制方向)。
4、复验材料应及时先下料,并及时做好材料的移植、标记、流转。
5、钛复合板筒体展长划线必须划两道线:a线是筒体的基准线;b线是钛复层剔边、坡口加工线。
6、严格控制钛复合板筒体展长的精度,对角线误差不能超过2mm。
7、划线结束时应再次对下料尺寸进行复查,并严格履行交检制度。
二、钛钢复合板筒体展长的确定:1、钛钢复合板筒体展长必须是在确定其封头的展长尺寸基础上再进行定夺。
2、钛钢复合板筒体直径越大、纵缝拼焊越多筒体的展长相对越难控制和掌握。
3、壁厚越厚、板幅平整度越差的钛钢复合板筒体的展长也遵循留一边(一头)最后再定长的原则(主要考虑是在卷制过程中钛钢复合板材料的延伸率会增加)。
三、钛钢复合板筒体下料:1、钛钢复合板筒体切割和坡口加工一般应采用机械方法,主要是剪板机、铣边机、半自动火焰切割机、刨边机。
2、钛钢复合板在剪切时应严格控制:a剪板机刀口的间隙;b应将钢基层朝下,注意防止分层。
3、在进行钛复层剔边时应注意严格控制盘刀的下降进刀量,钛复层如果铣的过浅会剔边困难,如果铣的过深伤及到碳钢基层。
4、钛钢复合板筒体厚度较大或形状不规则时也允许用火焰切割或等离子切割。
此时应注意以下几点:a应避免火花溅落在钛材表面,产生铁离子污染;b且切割边缘和坡口仍应用机械方法加工和去除污染层;c切割前必须考虑给坡口后续的尺寸留以一定的加工余量。
5、钛钢复合板筒体坡口加工刨边结束时,必须对筒体的展长和坡口等尺寸进行卷制前的再次复查,防止尺寸加工的偏差的发生。
四、钛钢复合板筒体压头(拖头板)的制作:1、根据设备筒体的直径大小,选择相匹配的圆弧样板。
目次1总则 (1)2材料 (3)3洁净厂房 (3)4加热前的清洁和检测 (3)5材料保护 (5)6钛钢复合板和其它材料的切割 (5)7焊接坡口准备 (6)8筒节和封头的成型 (6)9组装 (7)10焊接 (9)11热处理 (11)12射线检测和检验 (12)13试验 (13)14成品清洁 (15)15阳极化处理 (15)16换热器管子与管板的连接 (16)17设备保护 (17)1 总则1.1 目的为确保钛-钢复合板制容器和换热器的质量,在执行有关压力容器及换热器相关法规、标准的基础上,特编制本规定。
1.2 范围本规定包含了对钛-钢复合板制压力容器和换热器制造的最低附加要求,其中包括对材料的使用及保护、洁净厂房、钛表面的清洁、制造、检验、试验、阳极化处理的规定。
1.3 说明除非特殊说明,本规定中容器指压力容器和换热器的管箱部分。
2 材料2.1 钛钢复合板材料必须满足《钛钢复合板技术规定》(T-EQ010216C-2006)的要求。
2.2 用于制造的所有材料(包括焊接材料)必须提供材料合格证。
3 洁净厂房3.1 钛设备的焊接和组装必须在一个空气中不含铁离子的厂房或封闭空间中进行。
高度抛光和无污染的铁制工具可以使用。
3.2 在进行任何钛材的焊接前,必须按《钛钢复合板技术规定》(T-EQ010216C-2006)附录A中规定的菲奥琳试验对周围空气进行无铁离子污染检测。
洁净厂房内保持无铁离子、过滤干净的微正压空气。
3.3 钛设备制造人员必须穿着适宜的防护用服(包括衣服,鞋等),以避免污染。
所有的防护用品应保存在洁净厂房内。
4 加热前的清洁和检测4.1 清洁钛在被加热前,必须对钛表面进行清洁,去除所有的表面污染物。
详见《钛钢复合板技术规定》(T-EQ010216C-2006)附录A。
4.2 铁离子污染检测4.2.1 零部件在焊接或加热到370°C以上前必须首先进行清洁,然后按《钛钢复合板技术规定》(T-EQ010216C-2006)附录A的铁离子检测试验证明没有铁离子污染。
材料的技术要求1 执行的标准1.1材料的制造工艺、配料和运输执行的主要标准有:a)《钛-钢复合板》GB8547-2006b)《钛及钛合金板材》GB/T3621-2007c)《钛及钛合金丝》GB3623-2007d)《碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带》GB3274-2007e)《钛制焊接容器》JB/T4745-2002f)《钛及钛合金复合钢板焊接技术条件》GB/T13149-1991g)《钛及钛合金加工产品的包装\运输和储存》GB/T8180-20071.2在合同执行期间,如有更新或更严格的标准,卖方承诺按更高的标准执行且不变更商务价格。
当上述规范或标准对某些专用材料不适合时,可采用材料生产厂的标准。
此时,卖方应提供其所遵循的设计导则及设计和运行标准软件。
2 钢内筒钢材要求2.1钢内筒筒体材料从烟道口下部导流板向上,均采用爆炸-轧制钛-钢复合板(代号BR2),厚度有。
具体使用部位详见卷册《烟囱钢内筒施工图》。
2.2钢内筒烟道接口材料采用爆炸-轧制钛-钢复合板(代号BR2),厚度16+1.2mm。
2.3钛-钢复合板接长采用钛贴条(TA2)焊接方案,钛贴条2.0mm厚。
2.4钛—钢复合板的材质要求、化学成分、质量标准和检验规则等均按照国家标准《钛—钢复合板》GB8547-2006执行,分类按2类考虑。
2.5 钛—钢复合板中的钛材(复材)采用TA2牌号,基材钢材采用Q235B钢,两种材料的化学成分、力学性能,以及质量标准和检验规则应分别满足下列国家标准的要求:《钛及钛合金牌号和化学成份》GB/T3620.1-1994《钛及钛合金板材》GB/T3621-1994《碳素结构钢》GB700-88《钛-钢复合板》GB8547-2006《钛及钛合金加工产品超声波探伤方法》GB/T5193-2007《钛及钛合金化学分析方法》GB/T46982.6采用爆炸-轧制方法制成钛与普通钢结合的钛-钢复合板,复合板代号BR2;3成品要求3.1 供货状态:按BR2状态供应,以抛光表面交货。
中源化学股份制造中心 240t/h 锅炉烟囱防腐改造项目钛钢复合板技术规书编制:校核:审核:批准:目录第一部分:技术要求1.总则2、烟囱改造工程简介3、采购材料的技术要求第二部分:供货围1、一般要求2、供货围第三部分:技术资料和交付进度1、一般要求2、材料监造检查所需要的技术资料3、技术资料交付第四部分:交货地点和进度1、交货地点2、供货时间第五部分:质量保证和控制、材料监造和性能验收试验1、质量保证2、试验与考核项目3、检验部分4、材料复检及不合格处理第六部分:技术服务和设计联络1、人员技术培训2、现场技术服务3、投标方现场服务人员具有的资质及职责4、招标方的义务5、交货和运输第七部分:质保期第一部分:技术要求1 .总则1.1 本技术规书仅适用于 240t/h 锅炉烟囱改造工程共用的“套筒式”烟囱防腐改造工程,在原有钢筋混凝土筒壁新增钛钢复合板排烟筒材料的性能、质量控制、供货、检验、售后服务等方面的技术要求。
1.2 本技术规书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规的条文,投标方提供符合相关国家和行业标准及本技术规书要求的高质量产品和服务,并必须满足国家有关安全、健康、环保等强制性标准的要求。
1.3 如果投标方没有以书面形式对本技术规书的条文提出异议,则意味着完全响应和符合本技术规书的要求。
如有异议,不论多大差异,都应以书面的形式在差异表中进行详细描述。
1.4 投标方必须执行本技术规书所列标准。
本技术规书中未提及的容均满足或优于本技术规书所列的国家标准、电力行业标准和技术支持方所采用的相关标准;有冲突时,按较高标准执行。
1.5 投标方提供的钛钢复合板材料应具有相同烟囱运行环境条件下(烟气采用石灰石-石膏湿法脱硫处理、不设置烟气加热系统 GGH 装置的条件)的使用工程业绩证明不少于 3 家、提供安全可靠的工程实例。
1.6 本技术规书经招、投标双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等的法律效力。
中源化学股份制造中心240t/h 锅炉烟囱防腐改造项目钛钢复合板技术规书编制:校核:审核:批准:目录第一部分:技术要求1.总则2、烟囱改造工程简介3、采购材料的技术要求第二部分:供货围1、一般要求2、供货围第三部分:技术资料和交付进度1、一般要求2、材料监造检查所需要的技术资料3、技术资料交付第四部分:交货地点和进度1、交货地点2、供货时间第五部分:质量保证和控制、材料监造和性能验收试验1、质量保证2、试验与考核项目3、检验部分4、材料复检及不合格处理第六部分:技术服务和设计联络1、人员技术培训2、现场技术服务3、投标方现场服务人员具有的资质及职责4、招标方的义务5、交货和运输第七部分:质保期第一部分:技术要求1 .总则1.1 本技术规书仅适用于240t/h 锅炉烟囱改造工程共用的“套筒式”烟囱防腐改造工程,在原有钢筋混凝土筒壁新增钛钢复合板排烟筒材料的性能、质量控制、供货、检验、售后服务等方面的技术要求。
1.2 本技术规书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规的条文,投标方提供符合相关国家和行业标准及本技术规书要求的高质量产品和服务,并必须满足国家有关安全、健康、环保等强制性标准的要求。
1.3 如果投标方没有以书面形式对本技术规书的条文提出异议,则意味着完全响应和符合本技术规书的要求。
如有异议,不论多大差异,都应以书面的形式在差异表中进行详细描述。
1.4 投标方必须执行本技术规书所列标准。
本技术规书中未提及的容均满足或优于本技术规书所列的国家标准、电力行业标准和技术支持方所采用的相关标准;有冲突时,按较高标准执行。
1.5 投标方提供的钛钢复合板材料应具有相同烟囱运行环境条件下(烟气采用石灰石-石膏湿法脱硫处理、不设置烟气加热系统GGH 装置的条件)的使用工程业绩证明不少于3 家、提供安全可靠的工程实例。
1.6 本技术规书经招、投标双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等的法律效力。
三、钛及钛合金设备制造技术条件1主题内容及适用范围本标准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。
标准适用于钛制反应釜、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》GB/T3624-2007《钛及钛合金管》GB/T2956-96《钛及钛合金棒材》GB/T3625-2007《热交换器及冷凝器用钛及钛合金管》GB/T16598-96《钛及钛合金饼和环》JB/T4745-2002附录D《压力容器用钛及钛合金焊丝》3设备制造、检验和验收3.1钛、钛钢复合板设备设计符合《压力容器安全技术检查规程》、GB150-98《钢制压力容器》、GB151-99《管壳式换热器》,JB/T4745-2002《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GB150-98《钢制压力容器》、GB151-99《列管式换热器》、JB/T4745-2002《钛制焊接容器》及中国纺织工业设计院PTA标准的相关章节进行。
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。
复合板制造压力容器应注意的问题作者:徐祥来源:《科学与技术》2014年第09期摘要:复合板在近几年来得到了较广泛的应用,以取代某些环境下采用的纯不锈钢。
本文针对复合板制压力容器制造常见的问题进行了阐述,并对I类和II类复合板制压力容器之间的异同和应注意的事项进行了深入论述。
关键词:复合板;压力容器;设计;制造;检验复合板是由基层材料和复层材料通过爆炸或爆炸——轧制等方法复合而成的双金属板。
由于复合板具有强度高、耐蚀耐磨等特殊性能好和造价较低等优点,近年来在石化、冶金、机械、能源、航天等领域得到广泛应用。
它综合了基层材料和复层材料各自的性能优点,既有基层材料所有的结构强度和刚度,又有复层材料所具有的耐蚀耐磨等基层材料没有的特殊性能,使设备重量和造价大大降低,结构尺寸变小,避免了不锈钢、镍、铜、钛、铝等贵重金属材料的浪费,有着良好的经济效益和社会效益及应用前景。
在压力容器行业中,复合板主要用于制造反应釜、换热器、贮罐等设备。
用于制造压力容器的复合板目前主要有两类,一类是基层材料与复层材料焊接性较好,这类材料有不锈复合钢板、镍基合金复合钢板等(以下简称I类材料);一类是基层材料与复层材料焊接性较差或不能焊接,这类材料有钛复合板、铜复合板、铝复合板等(以下简称II类材料)。
对这两类复合材料,在容器产品设计、制造和检验时都有很大的不同,应区别对待。
1 材料要求对于复合板材料来说,基层与覆层贴合的紧密程度是非常关键的问题,如果基层与覆层间贴合不好,不仅不能满足防腐的要求,而且在使用过程中还有可能导致鼓包和大面积脱层,从而严重影响设备的安全使用。
同时在设备制造过程中会直接影响壳体的组对焊接质量,尤其容易导致焊缝及母材微裂纹的产生,给设备的安全使用留下隐患。
因此,在用复合板生产之前,仍然需要进行复验,用超声波探伤的方法对复合板的贴合程度进行抽查,不允许任何超标缺陷存在。
除此之外,还应视设备类别及所使用的介质等,对复合材料的力学性能,化学成分进行复验,以确保压力容器主体材料的可靠性。
南京宝色钛业有限公司企业标准Q/3201 BST001—2000 钛制焊接压力容器代替Q/3201 NT001-1997Titanium welded prssure vessels1范围本标准规定了钛制压力容器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输等。
本标准适用于设计压力不大于10MPa,设计温度为:工业纯钛不应高于230℃;钛合金不应高于300℃;钛钢复合板不应高于350℃的钛制焊接压力容器(以下简称容器)。
本标准不适用于下列各种容器:a) 直接火焰加热的容器;b) 受辐射作用的容器;c) 经常搬运的容器;d) 要求作疲劳分析的容器。
2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文。
在标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨,使用下列最新版本的可能性。
GB150—1998 钢制压力容器GB151—1989 钢制管壳式换热器GB228—1987 金属拉力试验方法GB232—1999 金属弯曲试验方法GB/T1804—1992 一般公差线性尺寸的未注公差GB/T3621—1994 钛及钛合金板材GB3623—1998 钛及钛合金丝GB/T3624—1995 钛及钛合金无缝管GB/T3625—1995 热交换器及冷凝器用钛及钛合金管GB8546—1987 钛-不锈钢复合板GB8547—1987 钛-钢复合板JB2536—1980 压力容器油漆、包装和运输JB4730—1994 压力容器无损检测压力容器安全技术监察规程(99版)3要求3.1材料3.1.1 用于容器主体(指筒体、封头、换热器的管板及换热管等受压元件)的钛材或钛钢复合材料,Q/3201 BST001—2000以及钛焊接材料应具有质量证明书,主要受压元件所使用的材料,应按《容规》的规定进行复验。
质量证明书或复验结果应符合相应标准的规定。
3.1.2 用于制造容器壳体的钛材应在退火状态下使用。
复合板制压力容器设计和制造应注意的问题[优秀范文5篇]第一篇:复合板制压力容器设计和制造应注意的问题复合板制压力容器设计和制造应注意的问题摘要:本文针对复合板制压力容器设计和制造常见的问题进行了阐述,并对I类和II类复合板制压力容器之间的异同和应注意的问题进行了深入论述。
关键词:复合板压力容器设计制造检验前言复合板是由基层材料和复层材料通过爆炸或爆炸---轧制等方法复合而成的双金属板。
由于复合板具有强度高、耐蚀耐磨等特殊性能好和造价低等优点,近年来在石化、冶金、机械、能源、航天等领域得到广泛应用。
它综合了基层材料和复层材料各自的优点,既有基层材料所具有的结构强度和刚度,又有复层材料所具有的耐蚀耐磨等基层材料没有的特殊性能,使设备重量和造价大大降低,结构厚度变小,避免了不锈钢、镍、铜、钛、铝等贵重金属材料的浪费,有着良好的经济效益和社会效益及应用前景。
在压力容器行业中,复合板主要用于制造反应釜、换热器、贮罐等设备。
用于制造压力容器的复合板目前主要有两类:一类是基层材料与复层材料焊接性较好,这类材料有不锈钢复合板、镍基合金复合板等(以下简称I类材料);另一类是基层材料与复层材料焊接性较差或不能焊接,对这两类复合材料,在压力容器产品设计、制造和检验时都有很大的不同,应区别对待。
2 容器设计一般当容器设计厚度大于12mm时,就应该考虑选用复合材料的可能性。
选用复合板作为压力容器壳体材料时,应根据介质的特性选用不同材料类型的复合板,即是选择I类材料还是选择II类材料,再依据所选择材料类型选用不同的焊接连接接头结构形式。
对于介质有腐蚀性或有耐热要求时,选择相应的复合板;对于不能与碳接触的介质,一般选用II类复合材料。
常见的接头结构形式如下图(1)--图(5)所示。
其中图(1)--图(3)适用於II类材料,图(4)--图(5)适用於I类材料。
采用图(1)、图(3)结构时,需将基层焊缝余高除去与基层表面平齐,然后再进行贴条并焊接。
一、钛钢复合板筒体划线:1、钛钢复合板筒体在划线、下料前必须在复层贴纸保护,防止表面钛复层表面划伤和铁离子的污染。
2、钛钢复合板的划线应在复层上进行,划线应尽量采用金属铅笔,只有在以后的加工工序中能去除的部分才允许打冲眼。
3、对钛钢复合板局部有不贴合等缺陷的位置以及材料取样复验在划线时就应充分考虑避开(包括轧制方向)。
4、复验材料应及时先下料,并及时做好材料的移植、标记、流转。
5、钛复合板筒体展长划线必须划两道线:a线是筒体的基准线;b线是钛复层剔边、坡口加工线。
6、严格控制钛复合板筒体展长的精度,对角线误差不能超过2mm。
7、划线结束时应再次对下料尺寸进行复查,并严格履行交检制度。
二、钛钢复合板筒体展长的确定:1、钛钢复合板筒体展长必须是在确定其封头的展长尺寸基础上再进行定夺。
2、钛钢复合板筒体直径越大、纵缝拼焊越多筒体的展长相对越难控制和掌握。
3、壁厚越厚、板幅平整度越差的钛钢复合板筒体的展长也遵循留一边(一头)最后再定长的原则(主要考虑是在卷制过程中钛钢复合板材料的延伸率会增加)。
三、钛钢复合板筒体下料:1、钛钢复合板筒体切割和坡口加工一般应采用机械方法,主要是剪板机、铣边机、半自动火焰切割机、刨边机。
2、钛钢复合板在剪切时应严格控制:a剪板机刀口的间隙;b应将钢基层朝下,注意防止分层。
3、在进行钛复层剔边时应注意严格控制盘刀的下降进刀量,钛复层如果铣的过浅会剔边困难,如果铣的过深伤及到碳钢基层。
4、钛钢复合板筒体厚度较大或形状不规则时也允许用火焰切割或等离子切割。
此时应注意以下几点:a应避免火花溅落在钛材表面,产生铁离子污染;b且切割边缘和坡口仍应用机械方法加工和去除污染层;c切割前必须考虑给坡口后续的尺寸留以一定的加工余量。
5、钛钢复合板筒体坡口加工刨边结束时,必须对筒体的展长和坡口等尺寸进行卷制前的再次复查,防止尺寸加工的偏差的发生。
四、钛钢复合板筒体压头(拖头板)的制作:1、根据设备筒体的直径大小,选择相匹配的圆弧样板。
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。
SMS3128-2011第1版<0>复合板压力容器制造工艺规程THE FABRICATION PROCEDURE SPECIFICATION OF CLAD PLATEPRESURE VESSEL上海森松压力容器有限公司地址:中国上海浦东新区金闻路29号邮编:201323传真:0086-21-33756881电话:0086-21-38112058E-mail:******************.cn2011年03月20日发布2011年03月20日实施目录1.目的Purpose为保证复合板制压力容器制造质量,正确指导施工、检验等,特制订本规程。
This procedure is prepared for ensuring the fabrication quality of clad plate pressure vessel and guiding the construction, inspection and so on.2.适用范围Scope of application2.1.本规程适用于不锈钢、镍及镍基合金与碳钢、低合金钢,镍及镍基合金与不锈钢具有良好可焊性的复合板设备的制造。
This procedure is applied to the equipment that fabrication with clad plates which have good weldability and are composed of stainless steel, nickel and nickel alloy with carbon steel or low alloy steel, nickel and nickel alloy with stainless steel. 2.2.本规程不适用于钛、锆及其合金与钢或不锈钢的复合板设备的制造。
This procedure is not applied to the equipment that fabrication with clad plates which are composed of titanium, zirconium or their alloy with steel or stainless steel.2.3.本规程为制造过程中必须遵循的工艺原则。
钛制容器在化工装置中的应用内容简介:本文介绍了钛材的特点、工业纯钛及其耐腐蚀合金的简介、分析了钛及其合金的合理选择,钛制容器的结构设计及钛制容器的制造要点INTRODUCTION: Briefly introduced the character of Titanium, class of Titanium and anti-corrosion alloy , election Titanium and it’s alloy, structure desing and fabrication relative vessel made from Titanium.关键词:钛、钛合金、性能、选择、容器、结构设计、制造Titanium ,Titanium alloy, Character, Election, Vessel, Structure design ,Fabriction作者:李胜利、陈昊钛材及其合金材料作为优良的耐蚀材料,在含有氯、溴、醋酸、硫酸、硝酸等介质化工装置中的应用范围不断扩大,如近十年中,不断扩大规模建设的醋酸装置、PTA装置中都有大量设备采用钛及其合金。
本文将从钛材的特点、钛材的选用、钛制容器的设计、制造等方面总结探讨钛及其合金材料的应用。
1. 钛及其合金的主要特点及设计、制造中要注意的问题钛及其合金材料与碳素钢、不锈钢等金属相比,在物理、化学、机械和耐蚀性能等方面,具有独特的特点,在设计、制造钛材设备时,应充分考虑这些特点。
1.1钛具有优异的耐腐蚀性能。
与不锈钢相比,容易钝化,形成抗氯离子腐蚀较强的氧化膜。
因此,钛及其部分合金对海水、海洋大气、含氯离子的化合物、多数氧化性的酸及有机物都具有抗腐蚀性。
1.2 钛具有良好的机械性能,钛及钛合金的室温抗拉强度均对于280MPa,有些高强合金的极限抗拉强度可以达到高强钢水平。
1.3 钛的化学性质非常活泼,在室温下,钛即能吸收氢气,在温度超过400 C时,就开始和空气中的氮、氧等发生化学反应,所生成的化合物使钛的性能,特别是塑性显著下降。
在设计钛制设备时,其结构必须简单,以便于清洗焊缝附近的表面和焊接时用惰性气体保护焊缝的正背面,避免气体污染。
1.4钛的熔点较高,通常为1668︒C左右,比碳素钢约高130︒C,比不锈钢约高240︒C,而导热系数又很低,比碳钢低4.5倍。
与其它金属熔焊易形成脆性的金属间化合物,引起焊缝脆化,所以在需要与其它金属连接时,只能采用粘接、钎焊、爆炸焊接、螺栓连接,而不能采用焊接。
然而,工业纯钛和钛合金本身或相互间是可以焊接的,但焊缝金属在高温区停留时间较长,容易造成晶粒粗大,塑性降低,且存在较大的焊接残余应力。
设计焊接结构时,必须认真考虑。
1.5钛材的弹性模量较低,为10850kg(f)/mm2,约为碳钢和不锈钢的二分之一,在较低应力下易产生变形。
所以在设计抗弯构件或需要校核刚度的构件时,不能套用钢制构件的尺寸。
例如,设计钛制塔盘支撑圈或支持板时,应该按照钛在设计温度下的弹性模量来计算所需断面的形状尺寸,其断面尺寸比钢制构件应大。
对于钛制换热器,为了防止列管产生振动破坏,其折流板或支撑板间距应比钢制换热器的小。
1.6钛材的线膨胀系数为8.5x10-6(1/︒C),约为碳钢的三分之二,不锈钢的一半,因此在设计钛衬里设备或换热管为钛材而壳体为碳钢或不锈钢的换热器时,必须要考虑因膨胀差而产生的热应力。
1.7钛的硬度和强度随冷变形的程度增加而增加,延伸率值则迅速下降,其塑性变形范围狭小,而且具有明显的加工硬化现象,所以钛制零件的弯曲和翻边应采用较大的弯曲半径(其弯曲半径不得小于4~5倍的板厚),在考虑换热器管子与管板的胀接方法、以及胀接率时都要予以考虑,胀管间隙要比不锈钢小。
1.8钛具有明显的回弹性,其回弹能力是不锈钢冷成型时的2~3倍。
这是由于钛的屈服限与弹性模量的比值大,屈强比也较大。
在零件成型时,内部会存在较大的应力,所以钛一般不适用于冷态冲压加工,应采用温成型或冷成型热校形。
1.9钛及其合金的抗拉强度随温度升高降低较快,当温度达到250︒C时,其抗拉强度只有室温的一半。
因此在设计钛制设备时,在温度超过150︒C时,应考虑使用衬钛或用钛复合板而不用纯钛。
1.10工业纯钛对缝隙腐蚀非常敏感,因此,在设计钛设备时应尽量消除缝隙。
对于不可能消除的缝隙,如法兰密封面,应选用浸透性、膨润性和表面湿润性小的材料制作垫片,并选用耐缝隙腐蚀的钛合金(如Ti-0.15~0.20Pd,Ti-0.3Mo-0.8Ni)作为法兰密封面的材料。
1.11工业纯钛的塑性随温度变化成非线形变化,由室温到200︒C时,钛的相对延伸率增加,由200︒C到500︒C时,逐渐减小到最低,之后随温度继续升高而明显上升。
因此,工业纯钛的使用温度最好不要超过350︒C。
我国《钛制焊接容器》(JB/T4745-2002)中规定变形钛及钛合金的使用温度限制在300︒C,钛复合板的使用温度限制在350︒C,ASME规范对变形钛及钛合金的限制使用温度为315︒C,JIS规范对变形钛及钛合金的限制使用温度为350︒C。
1.12钛具有较为优良的抗疲劳性能,但对缺口的敏感性较高,在设计钛制设备时,应避免结构的不连续性,焊缝应尽可能平滑。
1.13 电偶腐蚀在设计钛制设备时,还要考虑到钛与其它金属接触可能产生的电偶腐蚀。
钛和异种金属接触,由于钛表面氧化膜的耐蚀性,使钛成为阴极,而加快另一金属的腐蚀。
钛在盐酸等介质中与碳钢接触,由于钛表面产生原子氢,容易通过钛的氧化膜,使钛的腐蚀加速,且容易引起钛的氢脆。
解决方法是对钛表面进行阳极化处理,关于阳极化处理的方法国内外有很多论述,但国家标准中还没有相关规定。
本文介绍了一种阳极化处理的方法。
1.14 钛在切削过程中,产生塑性变形,加之温度较高,很容易与空气中的氧、氮等反应形成硬而脆的外皮,产生加工硬化。
减低疲劳强度,降低耐腐蚀性能。
所以一般切割钛材,都用水切割机,在水下进行。
2.工业纯钛与耐腐蚀钛合金简介我国现行标准《钛及钛合金牌号和化学成分》(GB/T3620.1)规定了钛钛合金产品的牌号、化学成分,工业纯钛为4级,分别用TA0、TA1、TA2、TA3表示,钛合金若干,分别用TA4~TA10,TB2~TB4,TC1~TC12表示,钛合金用TA、TB、TC表示合金不同的分类,这里不详细介绍。
ASME标准中工业纯钛同样是4级,分别为Grad1~4,其余从Grad5~34为钛合金。
2个标准中的等级并不是一一对应的。
2.1 工业纯钛4级工业纯钛从TA0到TA3的区别在于其间隙元素是逐渐增加的,机械强度和硬度也是逐级增加的。
各级工业纯钛的抗腐蚀性能相近,对于海水、海洋大气、湿氯气及氧化性、中性、弱还原性介质都具有良好的耐腐蚀性,综合机械性能和加工性能也较优越,价格相对钛合金也较低,所以用作一般抗腐蚀材料,仍大量使用工业纯钛。
TA1、TA2的耐腐蚀性能和综合机械性能适中,使用更为广泛;对要求较好的成型性能时,可考虑使用TA0;对要求较高强度和耐磨性能时,可考虑使用TA3;在强氧化性或还原性酸中,其中铁元素会引起热影响区金相组织的变化,使其耐腐蚀性能下降,因此可以控制材料中铁离子的含量,一般控制在0.05%以下。
2.2 钛合金:合金钛的种类繁多,典型的抗腐蚀钛合金有:Ti-Pd合金、Ti-Ni-Mo 合金、Ti-Mo合金、Ti-2N合金等,这里仅介绍Ti-Pd合金。
Ti-Pd合金是在工业纯钛中加入0.15~0.20%的Pd,具有下列三个优点:A.对氧化性介质具有优良的耐腐蚀性,同时对弱还原性介质的耐腐蚀性,可比工业纯钛几百倍的提高,如对硝酸的耐腐蚀性与工业纯钛相当,但对稀盐酸、稀硫酸的耐腐蚀性却比工业纯钛高500~1000倍;B.具有良好的耐缝隙腐蚀能力;在三井造船技术的PTA装置中,法兰密封面大量采用堆焊Ti-Pd合金就是这个道理;C.吸氢能力小,不易产生氢脆。
3.钛及其合金的合理选择虽然钛及其合金具有比强高、耐腐蚀等优点;但如果使用不当,未能扬长避短,仍会达不到预期的效果,反而造成不应有的损失。
但在选用钛材作为耐蚀材料时,仍必须注意以下几点:3.1 工业纯钛在静止的高温、高浓度的硝酸溶液中的耐蚀性较好;但在流动的硝酸溶液中往往由于缺少起缓蚀作用的四价钛离子而遭到腐蚀。
故在这种环境中采用钛时应选用Ti-5Ta合金。
3.2 钛在海水和氯化物溶液中不发生点蚀;但在含有氯化镁、氯化铝、氯化铜、氯化锌和氯化钙的沸腾溶液中发生点蚀。
工业纯钛在温度高于90︒C的海水中有发生缝隙腐蚀的可能性,故在这种环境中,推荐选用Ti-0.2Pd合金。
3.3 工业纯钛在碳氢化合物及含氯、氟的碳氢化合物中不发生腐蚀。
但在有水的情况下,水解而产生的盐酸和氢氟酸,对钛产生腐蚀。
当碳氢化合物在高温下分解而产生氢时,钛可能吸收氢,而产生氢脆。
3.4 钛不受潮湿氯气(含1%以上的水份)以及二氧化硫、二氧化碳、硫化氢等气体的腐蚀;但在干燥的氯气中遭受腐蚀;并引起着火自燃。
在-253~93︒C温度范围内,钛对氢和过氧化氮的耐蚀性优良;但在气态氧、液态氧和某些氧分压高的水溶液中,也可能引起钛着火自燃。
在这种环境下使用钛时,必须慎重。
3.5 工业纯钛一般不发生应力腐蚀破裂;但在含有微量盐酸的甲醇、乙醇为主的有机溶剂中和在发烟硝酸中易发生应力腐蚀破裂或着火自燃。
3.6 钛与电位较低的金属接触,则低电位金属发生腐蚀。
腐蚀的程度取决于与钛接触的金属表面积比例。
3.7 虽然钛对于pH值大于9的碱液具有较好的耐蚀性能;但由于在较高的温度下易产生氢脆,因此,钛仅用在低温下的碱液中。
当碱液中含有游离氯时,则提高钛对碱液的耐蚀性。
反之,当碱液中含有氧和氨时,则加剧碱液对钛的腐蚀。
4. 钛制容器的结构设计钛制容器有全钛设备、衬钛设备和钛复合板设备。
4.1 全钛设备:一般适用于设计温度小于150 C,壁厚小于12mm时,其结构与钢制和其它有色金属制设备的差异不大,因此可以采用其它金属制设备的行之有效的结构。
但应注意,由于钛的导热系数小,熔点高,熔融钛具有更大的流动性,因此,在设计对接接头时,钝边的间隙应比其它金属小。
板厚小于1.5mm时,通常不开坡口,不留间隙,可不加填充丝;板厚在1.5mm~6mm时,开V坡口,留0.5mm钝边;板厚大于6mm时,开V坡口,钝边间隙<2mm。
即使这样,由于焊缝金属在高温区停留时间较长,仍容易造成晶粒粗大,塑性降低,且存在较大的焊接残余应力,应采取措施,加速焊缝区的冷却,但冷却过快时,容易形成针状的马氏体组织,使焊缝变脆。
所以在设计钛制设备时,焊缝是钛制压力容器最薄弱的环节,应要求尽可能地选用大型尺寸的钛板,减少焊缝。