Титановые емкости ВТ5 в Минске

Титановые емкости ВТ5: химическая аппаратура из титанового сплава

Титановые емкости ВТ5 — это сварные аппараты химического и нефтегазового назначения, изготовленные из титанового сплава марки ВТ5 (Ti–Al–Sn-система, близкий к Grade 6 по ASTM B265). Сплав ВТ5 — термически упрочняемый -сплав с алюминиевым и оловянным упрочнением, предел прочности при 20 C — не менее 850 МПа, предел текучести — 780–830 МПа. Именно высокая удельная прочность в сочетании с коррозионной стойкостью в агрессивных средах делает ВТ5 востребованным для емкостного оборудования, работающего под давлением и в контакте с хлоридсодержащими растворами.

Материаловедческие характеристики сплава ВТ5

Сплав ВТ5 относится к системе Ti–Al–Sn и содержит 4,5–6,0 % алюминия и 2,0–3,0 % олова. В отличие от технически чистого титана ВТ1-0, сплав ВТ5 обеспечивает существенно более высокие прочностные показатели, что позволяет уменьшить толщину стенки обечайки при сохранении расчетного давления. Основные параметры:

• Плотность — 4,50–4,55 г/см
• Предел прочности при растяжении — 850–1000 МПа
• Относительное удлинение — не менее 8 %
• Рабочий диапазон температур — от –196 C до +350 C
• Модуль упругости — 110–115 ГПа
• Теплопроводность — 7,5–8,5 Вт/(мК)

Сплав поставляется в виде листов, поковок и труб по ГОСТ 19807-91 (марка ВТ5) и ASTM B265 Grade 6. Свариваемость ограничена: применяется аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (TIG) в среде аргона высокой чистоты с последующей термообработкой для снятия остаточных напряжений.

Конструктивные особенности титановых емкостей ВТ5

Емкости из ВТ5 проектируются как вертикальные или горизонтальные цилиндрические аппараты с эллиптическими, торосферическими или коническими днищами. Толщина стенки обечайки рассчитывается по ГОСТ 34233.2 с учетом прибавки на коррозию, которая для титана ВТ5 в большинстве сред принимается минимальной — 0–1 мм. Оборудование комплектуется штуцерами, люками-лазами, рубашками обогрева, внутренними змеевиками и перемешивающими устройствами.

Типовые конструктивные параметры:

• Диаметр — от 400 до 3200 мм
• Рабочее давление — от 0,6 до 6,3 МПа
• Температура стенки — от –60 C до +300 C
• Объем — от 0,1 до 100 м
• Категория аппарата — I–III по ТР ТС 032/2013

Области применения

Титановые емкости ВТ5 применяются в тех процессах, где технически чистый титан ВТ1-0 не обеспечивает требуемой прочности, а нержавеющие стали 12Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т подвержены питтинговой и щелевой коррозии. Конкретные направления:

• Химическая промышленность — реакторы и сборники для хлорированного рассола, гипохлорита натрия, хлорной кислоты
• Нефтегазопереработка — сепараторы и буферные емкости на установках аминовой очистки газа
• Металлургия — аппараты для травления титановых и циркониевых полуфабрикатов в кислотных ваннах
• Энергетика — деаэраторы и баки запаса обессоленной воды на ТЭС и АЭС
• Целлюлозно-бумажная отрасль — варочные котлы и баки для белого щелока
• Фармацевтика — емкости для агрессивных промежуточных продуктов синтеза

Сравнение с альтернативными материалами

Нормативная база и контроль качества

Изготовление емкостей из ВТ5 регламентируется ГОСТ 34233.1-2017 (общие требования), ГОСТ 34233.2-2017 (расчет на прочность), ТР ТС 032/2013. Контроль сварных соединений выполняется радиографическим методом по ГОСТ 7512 и ультразвуковой дефектоскопией по ГОСТ 14782. Гидравлические испытания проводятся пробным давлением 1,25–1,5 от расчетного. Паспорт аппарата оформляется по требованиям Ростехнадзора.

Вопросы и ответы