Navio de pressão de titânio Tanque hemisférico Gr2 Gr5 Gr7 Cabeça Disco de titânio Cabeça Disco de titânio Equipamento de titânio

Navio de pressão de titânio Tanque hemisférico Gr2 Gr5 Gr7 Cabeça Disco de titânio Cabeça Disco de titânio Equipamento de titânio

As cabeças hemisféricas de titânio são componentes integrais em vasos de pressão, tanques e reatores usados em várias indústrias, incluindo processamento químico, petroquímico, aeroespacial e marítimo.Estas cabeças hemisféricas são tipicamente formadas a partir de ligas de titânio de alta qualidade, tais como grau 2 (Gr2), grau 5 (Gr5) e grau 7 (Gr7), que oferecem propriedades excepcionais para manusear pressão, resistência à corrosão e altas temperaturas.

Cabeças hemisféricas em forma de pratos de titânio

Uma cabeça hemisférica em forma de prato é um dos tipos mais comuns de cabeças de vasos de pressão.A forma hemisférica é ideal para aplicações de pressão devido à sua eficiência estrutural na distribuição da pressão uniformemente em toda a superfícieO titânio é particularmente adequado para estas aplicações devido à sua elevada relação resistência/peso e resistência à corrosão.

Ligações de titânio utilizadas para cabeças de tanques hemisféricos

1Titânio de grau 2 (Gr2) cabeça hemisférica

• A classe 2 é a liga de titânio puro mais comumente utilizada comercialmente. Tem excelente resistência à corrosão, especialmente em ácidos, cloretos e água do mar,tornando-o ideal para ambientes onde a corrosão é uma preocupação significativa, mas a alta resistência não é tão crítica.
• Aplicações: Reatores químicos, tanques de armazenamento, aplicações marítimas, plantas de dessalinização de água do mar e trocadores de calor.
• Vantagens:
  • Resistência excepcional à corrosão geral.
  • Excelente soldabilidade.
  • Custo mais baixo em comparação com ligas de titânio de maior resistência.
  • Ideal para condições de pressão e temperatura moderadas.

2Titânio de grau 5 (Gr5) cabeça hemisférica (Ti-6Al-4V)

• A grade 5 (Ti-6Al-4V) é uma liga alfa-beta que oferece uma resistência significativamente maior do que a grade 2 devido à presença de alumínio e vanádio.aplicações a altas temperaturas.
• Aplicações: componentes aeroespaciais, recipientes de alta pressão, reatores, trocadores de calor e petróleo e gás.
• Vantagens:
  • Uma relação superior entre força e peso.
  • Melhor desempenho a altas temperaturas (até cerca de 400°C).
  • Boa resistência à corrosão, embora não tão resistente a ácidos agressivos como o grau 2.
  • Adequado para aplicações de alta tensão, como recipientes sob pressão e reatores.

3Titânio de grau 7 (Gr7) cabeça hemisférica

• O grau 7 (Ti-0.2Pd) é uma liga de titânio-paladio, especificamente concebida para uso em ambientes extremamente corrosivos.que aumenta a sua resistência a ácidos redutores (como o ácido sulfúrico) e outros produtos químicos agressivos.
• Aplicações: Processamento químico, indústrias petroquímicas e outras aplicações que exigem uma resistência superior à corrosão.
• Vantagens:
  • Excelente resistência ao ácido sulfúrico e ao cloro.
  • Adequado para ambientes químicos altamente agressivos, incluindo ácido clorídrico.
  • Fornece resistência e excelente resistência à corrosão, especialmente em ácidos redutores.
  • Ideal para aplicações altamente corrosivas que degradariam o grau 2 ou o grau 5.

Fabricação de cabeças hemisféricas em forma de pratos de titânio

O processo de fabrico de cabeças hemisféricas em forma de prato de titânio envolve várias etapas-chave:

1. Seleção de materiais: Escolha a liga de titânio apropriada (Gr2, Gr5 ou Gr7) com base na resistência da aplicação, resistência à corrosão e requisitos de temperatura.

2. Formação: as folhas de titânio são aquecidas e, em seguida, moldadas em uma forma de prato ou hemisférica.

   • Desenho profundo: Processo no qual uma folha plana é desenhada na forma de um hemisfério usando um dado.
   • Pressão: Aplicar pressão para formar o titânio na forma desejada.
   • Formação a quente: aquecimento do titânio a altas temperaturas para torná-lo mais maleável antes da formação.

3. Soldadura: Se a cabeça da placa precisar ser soldada a um corpo cilíndrico ou a outros componentes, são utilizados métodos de soldadura de alta precisão, como a soldadura TIG (Tungsten Inert Gas).O titânio é altamente sensível à contaminação durante a solda, portanto, o processo deve ser realizado em um ambiente controlado (muitas vezes usando gases inertes para evitar a oxidação).

4. Tratamento de superfície: Após a formação, as cabeças de titânio podem ser submetidas a tratamentos de superfície tais como:

   • Decantação: Tratamento químico para remover as camadas de óxido e melhorar a qualidade da superfície.
   • Passivação: processo que aumenta a camada de óxido natural do titânio, aumentando ainda mais a sua resistência à corrosão.
   • Polir: Por razões estéticas ou de desempenho, especialmente em aplicações que exigem superfícies lisas.

5. Inspecção e ensaio: são utilizados métodos de inspecção rigorosos para assegurar a qualidade e a integridade das cabeças de titânio:

   • Inspecção visual para detectar quaisquer defeitos de superfície.
   • Ensaios não destrutivos (NDT), tais como ensaios por ultra-som ou inspecção por raios-X para detectar falhas internas.
   • Ensaios de pressão para confirmar a integridade estrutural das cabeças para a sua aplicação prevista.

Processo de fabrico de cabeças hemisféricas em forma de placa de titânio

O processo de fabrico de cabeças hemisféricas em forma de placa de titânio envolve várias etapas, incluindo:

1. Seleção de materiais: As folhas de titânio de grau 2 ou 5 são selecionadas com base nos requisitos específicos da aplicação.

2. Formação: A folha de titânio é aquecida a uma temperatura adequada para a formação e, em seguida, é mecanicamente pressionada ou desenhada em forma hemisférica.Formação a quente, ou técnicas de prensagem.

3. Soldadura: Se a cabeça do prato precisar ser soldada a outras partes, como um corpo cilíndrico, técnicas de soldadura de precisão como a soldadura TIG (soldadura a gás inerte de tungstênio) são usadas para juntar partes de titânio.Deve ser tomado cuidado para evitar a contaminação e manter a integridade do material.

4. Pós-processamento: Após a cabeça ser formada e soldada, pode ser submetida a processos adicionais, como decapagem para remover óxidos, polir para melhorar o acabamento da superfície,ou passivação para aumentar a resistência à corrosão.

5. Teste e inspecção: as cabeças acabadas são submetidas a rigorosos controlos de qualidade, incluindo testes não destrutivos (NDT) como raios-X, testes ultrasónicos ou testes de pressão,para garantir que cumprem os padrões de resistência e durabilidade exigidos.

Processo de Fabricação de Cabeças Hemisféricas de Titânio

As cabeças hemisféricas de titânio são tipicamente produzidas usando processos como desenho profundo, moldagem a quente ou prensagem.

1. Preparação de folhas: as folhas de liga de titânio são cortadas ao tamanho desejado.
2. Formação: A folha de titânio é aquecida e, em seguida, pressionada ou desenhada para a forma hemisférica usando uma prensa ou uma matriz de formação.
3. Soldadura: Se necessário, a cabeça hemisférica é soldada ao corpo cilíndrico do recipiente ou tanque.A soldagem de titânio requer um controle cuidadoso do calor e do ambiente de soldagem para evitar a contaminação.
4. Pós-processamento: Após a formação e solda, as cabeças hemisféricas de titânio podem ser submetidas a tratamentos como decapagem, polir ou passivação para melhorar a resistência à corrosão e a qualidade da superfície.

Vantagens das cabeças hemisféricas de titânio

1. Resistência à corrosão:
   • As ligas de titânio, em especial as de grau 1 e 2, são conhecidas pela sua superior resistência à corrosão, que é crucial em ambientes químicos e marinhos.
2. Relação força/peso:
   • O titânio apresenta uma elevada relação resistência/peso, o que significa que as cabeças podem suportar altas pressões internas sem aumentar significativamente o peso,que é importante em indústrias como aeroespacial e marítimo.
3. Longevidade:
   • Devido à excelente resistência ao titânio à corrosão, as cabeças hemisféricas feitas deste material têm uma longa vida útil com manutenção mínima.
4. Resistência a altas temperaturas
   • O titânio de grau 5, em particular, é adequado para aplicações a altas temperaturas, garantindo a integridade estrutural em ambientes de calor extremo.
5. Biocompatibilidade:
   • O titânio de grau 1 e de grau 2 são biocompativeis, tornando-os ideais para aplicações em equipamentos médicos, como implantes e instrumentos cirúrgicos.

Aplicações de cabeças hemisféricas de titânio

1. Naves sob pressão:
   • Usado em indústrias como petroquímica, farmacêutica e processamento de alimentos, onde a pressão interna precisa ser contida com segurança.
2. Intercambiadores de calor
   • As cabeças de titânio são utilizadas em trocadores de calor devido à sua resistência à corrosão e capacidade de suportar altas cargas térmicas.
3. Tanques de armazenamento:
   • Utilizado em reservatórios de armazenamento que requerem excelente resistência à corrosão de produtos químicos ou ácidos.
4. Aeronáutica:
   • As propriedades de resistência e leveza do titânio tornam-no ideal para aplicações aeroespaciais, incluindo em tanques de combustível e componentes pressurizados.
5. Aplicações marítimas:
   • Ideal para contacto com água do mar, onde a resistência do titânio à corrosão induzida por cloreto é crucial.
6. Geração de energia:
   • Utilizado na construção de reatores e outros componentes de alta pressão e alta temperatura na indústria de geração de energia.

Tipos de cabeças de prato com base na forma

As cabeças de prato são classificadas com base em suas formas geométricas, e cada tipo atende a necessidades estruturais ou funcionais específicas.

Cabeças convexas:

• Estas cabeças apresentam uma superfície exteriormente convexa e são comumente utilizadas para garantir a integridade estrutural dos recipientes que devem suportar a pressão interna.
• Exemplos incluem cabeças hemisféricas, cabeças ovais, cabeças de disco e cabeças esféricas sem flanges.
• Cabeças hemisféricas são frequentemente usadas em vasos de alta pressão porque sua forma pode distribuir uniformemente a pressão interna.
• As cabeças ovais e as cabeças de disco também podem ser utilizadas, dependendo do projecto e dos requisitos de pressão.
• Algumas garrafas de gás usam cabeças convexas para dentro, às vezes referidas como cabeças de fundo combinadas, que aumentam a resistência e a segurança, fornecendo uma distribuição de carga mais eficiente.

Cabeças cônicas:

• As cabeças cônicas apresentam uma forma cônica e são tipicamente utilizadas em aplicações em que é necessária uma transição suave entre as formas cilíndricas e cónicas,como em certos tipos de reatores e torres.
• Essas cabeças são particularmente úteis para lidar com tensões internas e externas devido à sua natureza cônica.

Cabeças planas:

• As cabeças planas são menos comuns do que as cabeças convexas ou cônicas e são usadas em recipientes onde a pressão interna é relativamente baixa ou ausente.São mais simples de fabricar e soldar, mas geralmente são menos eficazes para lidar com alta pressão interna.

Formas de combinação:

• Algumas cabeças combinam diferentes formas geométricas para alcançar benefícios de design ou estrutura específicos.Para satisfazer as necessidades funcionais do navio.

Especificações das cabeças de titânio:

Composição química

Propriedade mecânica