Титановые емкости ВТ20 в Минске

Титановые емкости ВТ20: химическая аппаратура из высокопрочного +-сплава

Титановые емкости ВТ20 — сварные аппараты из двухфазного титанового сплава системы Ti–Al–Zr–Mo–V, легированного алюминием (5,5–7,0 %), цирконием (1,5–2,5 %), молибденом (0,5–2,0 %) и ванадием (0,5–2,0 %). Сплав ВТ20 относится к мартенситно-стареющему классу и сочетает предел прочности 950–1150 МПа с удовлетворительной технологичностью при гибке и сварке. Именно высокая удельная прочность отличает емкости ВТ20 от аппаратов из технически чистого титана ВТ1-0 и низколегированного ВТ1-00: при равном рабочем давлении толщина стенки обечайки снижается на 30–40 %, что уменьшает массу сосуда и металлоемкость опорной конструкции.

Конструктивные параметры и исполнение

Емкости ВТ20 изготавливают по ГОСТ 23755 и ведомственным ТУ химического аппаратостроения. Корпус собирают из листового проката толщиной 4–20 мм, обечайку формуют вальцовкой с последующей продольной и кольцевой сваркой. Сварные швы выполняют аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом в контролируемой атмосфере; для ответственных аппаратов применяют электронно-лучевую сварку, обеспечивающую глубину проплавления до 20 мм за один проход. После сварки проводят отжиг при 750–850 C для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры.

Аппараты комплектуют эллиптическими или коническими днищами, рубашками обогрева, штуцерами входа-выхода, люками-лазами, патрубками КИП. Уплотнительные поверхности фланцев наплавляют или защищают вкладышами из титана ВТ1-0. Опорные конструкции — юбочные, на лапах или на стойках — рассчитывают на ветровую и сейсмическую нагрузку по СП 20.13330.

Эксплуатационные характеристики

Рабочий диапазон температур емкостей ВТ20 — от –196 C до +350 C. При криогенных температурах сплав сохраняет пластичность (относительное удлинение не ниже 8 %), что допускает применение в системах хранения сжиженных газов. Рабочее давление — от вакуума до 10 МПа в зависимости от толщины стенки и расчетной схемы. Скорость коррозии в агрессивных средах не превышает 0,05 мм/год.

Области применения

• Реакторы и сборники в производстве минеральных кислот и хлорсодержащих реагентов.
• Емкости хранения агрессивных сред на нефтеперерабатывающих и газохимических установках.
• Аппараты гидрометаллургии для выщелачивания цветных и редких металлов.
• Сосуды криогенного хранения сжиженных газов в системах разделения воздуха.
• Мерники и расходные баки в цехах гальванических покрытий и травления.
• Емкостное оборудование установок водоподготовки и нейтрализации стоков.

Материалы и нормативная база

• Сплав ВТ20 по ГОСТ 19807 — основной конструкционный материал корпуса.
• Титан ВТ1-0 по ГОСТ 19807 — штуцеры, внутренние устройства, вкладыши фланцев.
• Присадочная проволока ВТ1-00 св. — аргонодуговая сварка.
• ГОСТ 23755 — сосуды и аппараты стальные сварные, применимые положения.
• ГОСТ 14249 — нормы расчета на прочность.
• ГОСТ 12.2.003 — требования безопасности к производственному оборудованию.

Технологические особенности изготовления

Сплав ВТ20 склонен к газонасыщению при нагреве выше 400 C, поэтому все термические операции проводят в вакуумных печах или в среде инертного газа. Гибку листов выполняют в горячем состоянии при 700–800 C либо в холодном — при толщине до 6 мм с радиусом гиба не менее 3,5 толщины. Механическую обработку ведут твердосплавным инструментом с обильным охлаждением, поскольку титан обладает низкой теплопроводностью и склонностью к налипанию на режущую кромку.

Контроль качества сварных соединений включает радиографию по ГОСТ 7512, ультразвуковую дефектоскопию и гидравлические испытания пробным давлением 1,25 от расчетного. Для аппаратов, работающих под давлением, оформляют паспорт сосуда по ТР ТС 032/2013.

Вопросы и ответы