1 、容器用鈦和鋼一樣,必須滿足容器制造和使用的基本要求,即制造中便于條形和焊接,使用時能安全承載。因而要求容器用鈦有適當的強度、良好的塑性和焊接性能。
容器的承載能力不僅與鈦材強度有關,還與設計中根據材料強度所計算出來的構件尺寸有關,因而材料強度高低只影響構件的尺寸大小。一般并不影響到材料是否能用。
2、鈦比鋼的價格貴得多,也比鋁、銅等貴多,采用昂貴的鈦制造容器在于鈦有下述其他金屬不可替代的特征。
(1)鈦的比強度很高,宇航容器常利用此特性,但宇航容器不屬于本標準的范圍。地面固定式容器并不特別追求容器的重量輕。
(2)鈦有良好的低溫塑料及其韌性,宜用于低溫容器,但由于鋁、銅、奧氏體不銹鋼等也均可用于低溫容器,因而實際上昂貴的鈦很少用于低溫容器。
(3)鈦用于容器主要利用鈦具有優于上述其他金屬的優異的耐腐蝕性
(4)鈦的熱導率約為碳鋼的1/5,與奧氏體不銹鋼接近,由于鈦的強度較高,管殼式換熱器的換熱管的壁厚可較薄。
(5)本標準中規定的容器用鈦材料只限于我國現行鈦材國家標準中的牌號、狀態和能保證力學性能的尺寸范圍。
如我國鈦板標準GB/T3621中保證力學性能的厚度僅為10mm(TA2為25mm),而在國外鈦板標準中與我國容器用鈦牌號相當的鈦牌號保證力學性能的厚度均較厚,美國為25mm,日本為15mm,德國為35mm,俄羅斯為150mm.實際上我國鈦板標準中可供應的鈦板厚度可達60mm.只要供貨時能保證力學性能,在容器上也是可以應用的,力學性能的合格指標可以協商確定.如果所保證的強度比標準中10mm以下厚度的強度保證值稍低,可以另行計算其許用應力值.據了解,我國寶雞有色金屬加工廠對不超過25mm厚的鈦板以可按GB/T3621中厚度不超過10mm的鈦板保證力學性能。
(6)我國鈦材與國外相應牌號在化學成分與力學性能方面并不完全相同,但有較好的對應關系.采用國外鈦材代替國內相應牌號的鈦材是允許的,也很方便.這時除應符合<<壓力容器安全技術監察規程>>中第22條的要求外,當國外鈦材與國內鈦材的強度稍有差別時,其許用應力值也應作相應的調整。
當由于特殊情況的需要,要采用本標準規定的容器用鈦牌號和狀態以外的鈦材及新研制的鈦材制造容器時,除應按<<壓力容器安全技術監察規程>>中第23條的規定外,還應至少同時符合下列條件:
1 化學成分符合相應鈦材標準的要求。
2 室溫抗拉強度、規定殘余伸長應力、伸長率的下線值均為保證值。
3 一般要求室溫下變形鈦材的伸長率不低于18%,只有在確知鈦材只用于不變形或變形量較小的容器構件,且經制造部門認可可以順利成形時才可應用伸長率較低的鈦材,此時伸長率也不應低于15%。
4 該鈦材具有在該容器設計溫度下的抗拉強度和規定殘余伸長應力的下線保證值數據。
(7)本標準中所列變形鈦的6個牌號在國內已有一定的應用基礎。
1993年前,鈦材標準中有的容器用鈦只有TA1、TA2、TA3三個牌號,基本上以TA2作為基本牌號,要求塑性和耐蝕性高些時采用TA1,不變行的構件可采用TA3.雖然TA0、TA9和TA10在1993年以后才正式列入標準,但與TA0相當的美國牌號Gradel國內已有采用,TA9和TA10也早以Ti-0.2Pd和Ti-0.3Mo-0.8Ni的非正式牌號在容器中多有采用.鑄鈦的兩個牌號自1986年即以列入國家標準,得到廣泛應用。
因此本標準所確定的容器用鈦在鈦材生產供應、容器制造和應用方面都已積累了較多的經驗,具備了較堅實的基礎。
(8)除GB/T3620中的6個牌號外,另外按GB/T14845-1993列出了板式換熱器用鈦板TA1-A,具有良好的深沖性能。