تیتانیوم نیم کره سر درجه 1 درجه 2 درجه 5 تیتانیوم سر دیسک تیتانیوم نیم کره سر ظرف شکل تیتانیوم تجهیزات

تیتانیوم نیم کره سر درجه 1 درجه 2 درجه 5 تیتانیوم سر دیسک تیتانیوم نیم کره سر ظرف شکل تیتانیوم تجهیزات

سر نیمکره ای تیتانیوم (همچنین به عنوان سر شکل تیتانیوم یا سر تیتانیوم) یک جزء حیاتی در ظروف تحت فشار، مخازن ذخیره سازی،و سایر تجهیزات صنعتی که شکل و خواص مواد برای مقاومت در برابر فشار داخلی ضروری است، خوردگی و دیگر استرس های مکانیکی. این سر اغلب در مواد شیمیایی، پتروشیمی،و صنایع تولید برق به دلیل مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی و نسبت قدرت به وزن.

انواع کلاه های نیمه کره ای تیتانیوم بر اساس درجه های تیتانیوم

سر های نیمه کره ای تیتانیوم را می توان از انواع مختلف تیتانیوم تولید کرد و هر درجه با توجه به کاربرد مزایای متفاوتی را ارائه می دهد.درجه های مشترک مورد استفاده برای این کلاه ها درجه 1 است.، درجه 2 و درجه 5

1تیتانیوم درجه 1 سر نیمه کره ای

تیتانیوم درجه 1 تیتانیوم خالص تجاری با کمترین محتوای آلیاژ است. این مقاومت در برابر خوردگی را به ویژه در محیط های تهاجمی مانند آب دریا و اسیدهای مختلف ارائه می دهد.این قابلیت شکل گیری و جوش خوبی دارد اما در مقایسه با سایر آلیاژ های تیتانیوم قدرت کمتری دارد.

• ویژگی های کلیدی:

  • مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت عالی در برابر اکثر اسید ها، آب دریا و محیط های اکسید کننده.
  • قدرت: کمترین قدرت از انواع تیتانیوم، اما هنوز هم قوی تر از بسیاری از فلزات دیگر مانند آلومینیوم و فولاد ضد زنگ است.
  • جوش پذیری: جوش پذیری بسیار خوب و برای تشکیل اشکال پیچیده مانند سر های نیمه کره ای ایده آل است.
  • کاربردهای: ایده آل برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارند اما در آن قدرت بالا یک نگرانی اصلی نیست.

• استفاده های معمول:

  • مبادلات گرما، مخازن، ظروف و لوله کشی در پردازش شیمیایی.
  • تجهیزات دریایی، به ویژه در محیط های آب دریا.

2. تیتانیوم درجه 2 سر نیمه کره ای

تیتانیوم درجه 2 رایج ترین آلیاژ تیتانیوم است. این ماده دارای قدرت کمی بالاتر از درجه 1 است و دارای خواص مقاومت در برابر خوردگی مشابه است.همچنین بسیار آسان به جوش و شکل به شکل های پیچیده مانند سر نیم کره ای است.

• ویژگی های کلیدی:

  • مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت فوق العاده در برابر اسیدهای مختلف، آب دریا و مواد شیمیایی.
  • قدرت: قدرت بالاتر از درجه 1 است که آن را برای کاربردهای ساختاری سخت تر مناسب می کند.
  • جوش پذیری: جوش پذیری خوب، که معمولا در کاربردهایی که نیاز به جوش با کیفیت بالا دارند استفاده می شود.
  • قابلیت شکل گیری: می تواند به راحتی در سرما کار کند، که آن را مناسب برای شکل گیری شکل های نیمه کره ای و دیگر اشکال پیچیده می کند.

• استفاده های معمول:

  • ظرف های تحت فشار، مبادلات گرما و مخازن در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و تولید برق
  • کاربرد های هوافضا و دریایی

3تیتانیوم درجه 5 سر نیمه کره ای (Ti-6Al-4V)

تیتانیوم درجه 5 یک آلیاژ متشکل از 90٪ تیتانیوم، 6٪ آلومینیوم و 4٪ وانادیوم است. این یکی از قوی ترین آلیاژ های تیتانیوم است.با قدرت برتر و مقاومت گرمایی بالاتر در مقایسه با درجه 1 و درجه 2این باعث می شود آن را مناسب برای برنامه های کاربردی که در آن هر دو قدرت بالا و مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است.

• خواص کلیدی:

  • قدرت: یکی از قوی ترین آلیاژ های تیتانیوم با قدرت کششی حدود 900 MPa (در مقایسه با حدود 400-550 MPa برای درجه 1 و درجه 2)
  • مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت عالی در برابر خوردگی، اگرچه کمی کمتر از درجه 1 و درجه 2 در محیط های بسیار تهاجمی است.
  • مقاومت در برابر گرما: مقاومت عالی در برابر دماهای بالا در مقایسه با سایر انواع تیتانیوم، آن را برای کاربردهای دماهای بالا مناسب می کند.
  • جوش پذیری: جوش پذیری متوسط. در حالی که می توان آن را جوش داد، باید مراقب باشید تا از مسائل مانند جذب هیدروژن که می تواند بر خواص مکانیکی آن تأثیر بگذارد، جلوگیری شود.

• استفاده های معمول:

  • برنامه های کاربردی هوافضا و صنعتی با عملکرد بالا که در آن مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است.
  • ظرف های تحت فشار و مبادلات گرما در محیط های با دمای بالا، مانند آنهایی که در صنایع نفت و گاز و تولید برق هستند.

فرآیند تولید سر نیمه کره ای تیتانیوم

سر های نیمه کره ای تیتانیوم به طور معمول با استفاده از فرآیندهایی مانند نقاشی عمیق ، شکل گیری گرم یا فشار تولید می شوند.

1. آماده سازی ورق: ورق های آلیاژ تیتانیوم به اندازه مورد نیاز برش داده می شوند.
2. شکل گیری: ورق تیتانیوم گرم می شود و سپس با استفاده از یک مطبوع یا قالب شکل گیری به شکل نیمه کره ای فشار داده می شود یا کشیده می شود.
3. جوش: در صورت لزوم، سر نیمه کره ای به بدن استوانه ای ظرف یا مخزن جوش داده می شود.جوش تیتانیوم نیاز به کنترل دقیق گرما و محیط جوش برای جلوگیری از آلودگی دارد.
4. بعد از پردازش: پس از شکل گیری و جوش، سر های نیمه کره ای تیتانیوم ممکن است تحت درمان هایی مانند ترشی، پولیش یا غیرفعال سازی قرار گیرند تا مقاومت در برابر خوردگی و کیفیت سطح را افزایش دهند.

مزایایی که سر های نیمه کره ای تیتانیوم دارند

1. مقاومت در برابر خوردگی:
   • آلیاژ های تیتانیوم، به ویژه درجه 1 و درجه 2، به دلیل مقاومت در برابر خوردگی برتر شناخته شده اند، که در محیط های شیمیایی و دریایی بسیار مهم است.
2. نسبت قدرت به وزن:
   • تیتانیوم نسبت مقاومت به وزن بالایی دارد، به این معنی که سرها می توانند بدون اضافه کردن وزن قابل توجهی به فشارهای داخلی مقاومت کنند.که در صنایع هوافضا و دریایی مهم است..
3. طول عمر:
   • با توجه به مقاومت عالی تیتانیوم در برابر خوردگی ، سر های نیمه کره ای ساخته شده از این ماده دارای عمر طولانی با حداقل نگهداری هستند.
4. مقاومت در برابر دمای بالا:
   • تیتانیوم درجه 5 به طور خاص برای کاربردهای دمای بالا مناسب است و یکپارچگی ساختاری را در محیط های گرمای شدید تضمین می کند.
5. سازگاری زیستی:
   • تیتانیوم درجه 1 و درجه 2 سازگار با زیست هستند، که آنها را برای کاربردهای مناسب در تجهیزات پزشکی، مانند ایمپلنت ها و ابزارهای جراحی، ایده آل می کند.

کاربردهای کلاه های نیمه کره ای تیتانیوم

1. ظرف های تحت فشار:
   • در صنایع مانند پتروشیمی، داروسازی و پردازش مواد غذایی استفاده می شود که در آن فشار داخلی باید به طور ایمن تحت کنترل باشد.
2. مبادلات گرما:
   • سر های تیتانیوم به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و توانایی مقاومت در برابر بار های حرارتی بالا در مبادلات گرما استفاده می شود.
3. مخزن:
   • در مخازن ذخیره سازی استفاده می شود که نیاز به مقاومت عالی در برابر خوردگی مواد شیمیایی یا اسید دارد.
4. هوافضا:
   • قدرت و خواص سبک وزن تیتانیوم آن را برای کاربردهای هوافضا، از جمله در مخازن سوخت و قطعات تحت فشار، ایده آل می کند.
5. کاربرد دریایی:
   • ایده آل برای تماس با آب دریا، که در آن مقاومت تیتانیوم در برابر خوردگی ناشی از کلرید بسیار مهم است.
6. تولید برق:
   • در ساخت راکتورها و سایر اجزای فشار بالا و دمای بالا در صنعت تولید برق استفاده می شود.

انواع سر ظروف بر اساس شکل

سر های ظروف بر اساس اشکال هندسی آنها طبقه بندی می شوند و هر نوع به نیازهای ساختاری یا کاربردی خاص خدمت می کند.

سرهای کج:

• این سرها دارای یک سطح منحنی هستند و معمولاً برای اطمینان از یکپارچگی ساختاری ظروف که باید با فشار داخلی مقاومت کنند استفاده می شوند.
• مثال هایی از این مدل ها شامل سر های نیمه کره ای، سرهای بیضی، سر های دیسک و سر های کروی بدون لبه می باشد.
• سر های نیمه کره ای اغلب در ظروف با فشار بالا استفاده می شوند زیرا شکل آنها می تواند فشار داخلی را به طور مساوی توزیع کند.
• سرهای بیضی و سرهای دیسک نیز بسته به طراحی و الزامات فشار می توانند استفاده شوند.
• برخی از بطری های گاز از سرهای منحنی به سمت داخل استفاده می کنند که گاهی اوقات به عنوان سرهای پایین ترکیب شده شناخته می شوند، که با ارائه توزیع بار کارآمدتر، قدرت و ایمنی را افزایش می دهند.

سرهای مخروطی:

• سرهای مخروطی دارای شکل مخروطی هستند و به طور معمول در کاربردهایی استفاده می شوند که انتقال صاف بین شکل های استوانه ای و مخروطی ضروری است.مانند در انواع خاصی از راکتورها و برج ها.
• این سرها به ویژه در مقابله با فشارهای داخلی و خارجی به دلیل ماهیت مخروط خود مفید هستند.

سر هموار:

• سرهای مسطح کمتر از سرهای مخروط یا مخروط دیده می شوند و در ظروف استفاده می شوند که فشار داخلی نسبتا کم است یا وجود ندارد.آنها برای تولید و جوش آسان تر هستند اما به طور کلی در مقابله با فشار داخلی بالا کمتر موثر هستند.

شکل های ترکیبی:

• برخی از سرها ترکیب شکل های هندسی مختلف را برای دستیابی به طراحی خاص یا مزایای ساختاری به دست می آورند. این سرها ممکن است شکل های کج و مخروطی را ترکیب کنند، یا از عناصر صاف و کج استفاده کنند،برای پاسخگویی به نیازهای عملکردی کشتی.

(سر بشقاب تیتانیوم) DIN28013:

روش های تولید برای سر های ظرف های تیتانیوم

تولید کلاه های تیتانیوم شامل چندین مرحله حیاتی است تا اطمینان حاصل شود که مواد با الزامات سختگیرانه قدرت، مقاومت در برابر خوردگی و پایان سطح مطابقت دارند.در اینجا یک تجزیه و تحلیل از فرآیند تولید است:

تولید اولیه صفحه های تیتانیوم یا صفحه های فولادی پوشانده

• فرآیند: تولید با ساخت صفحه های تیتانیوم یا صفحه های فولادی پوشش داده شده آغاز می شود، که به صورت سر بشقاب شکل می گیرند.این صفحات یا از تیتانیوم خالص یا آلیاژ تیتانیوم هستند و همچنین ممکن است پوشش با فلزات دیگر برای خواص بهبود یافته را شامل شوند.
• بازرسی: صفحه های اولیه برای هر گونه نقص در مواد مانند ترک ها، ناسازگاری ها یا ناخالصی ها بررسی می شوند.

تمیز کردن و خرد کردن سطح صفحه

• فرآیند: سطوح صفحه های تیتانیوم به طور کامل تمیز می شوند تا هر گونه اکسیداسیون، چربی یا سایر آلاینده ها را از بین ببرند.سطح ها به یک پایان صاف برای آماده سازی برای فرآیند شکل گیری خرد می شوند.

حفاظت از پوشش و رنگ

• فرآیند: یک پوشش محافظ بر روی صفحه اعمال می شود تا از هرگونه آسیب در طول فرآیند شکل گیری و دستکاری جلوگیری شود.رنگ می تواند برای مقاومت بیشتر در برابر خوردگی یا برای اهداف زیبایی استفاده شود..

شکل دادن (شکل دادن گرم یا سرد)

• فرآیند: سپس صفحه تیتانیوم به شکل ظروف شکل می گیرد، یا از طریق شکل گیری گرم (در دمای بالا برای افزایش انعطاف پذیری) یا شکل گیری سرد (در دمای اتاق).این فرآیند شکل صفحه را به پیکربندی سر ظروف مورد نظر می دهد، که می تواند نیمه کره ای، بیضوی یا مخروطی باشد.

آماده سازی برای برش و خرد کردن

• فرآیند: پس از شکل گیری، سر ظرف برای برش آماده می شود. مواد اضافی برش داده می شوند و لبه ها برای اطمینان از یک پایان تمیز و یکنواخت خرد می شوند.

ترشی

• فرآیند: پکنگ شامل غوطه ور کردن سر ظرف تیتانیوم در حمام اسید برای حذف هر گونه مقیاس، لایه اکسید یا آلاینده ای است که در طول فرآیند شکل گیری و جوش ایجاد شده است.این مرحله اطمینان حاصل می کند که سر ظرف یک سطح تمیز برای پردازش بیشتر.

تست UT و PT

• فرآیند: آزمایش فوق صوتی (UT) و آزمایش نفوذ (PT) برای تشخیص هر نقص داخلی یا سطحی انجام می شود.این روش های آزمایش غیر مخرب اطمینان از یکپارچگی ساختاری از سر بشقاب تیتانیوم.

پاکسازی سطح به عنوان درخواست شده

• فرآیند: اگر یک سطح خاص مورد نیاز باشد (به عنوان مثال، با درخشش بالا یا ساتن) ، پولیش برای دستیابی به ظاهر و صافی مورد نظر انجام می شود.این همچنین مقاومت خوردگی سطح را افزایش می دهد.

بازرسی نهایی

• فرآیند: یک بازرسی نهایی انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که سر ظرف تیتانیوم با تمام الزامات مشخص شده، از جمله ابعاد، استانداردهای کیفیت و معیارهای عملکرد مطابقت دارد.قبل از رفتن به مرحله بعدی، هر گونه نقص یا اختلافات برطرف می شود..

بسته بندی

• فرآیند: هنگامی که سر ظرف از تیتانیوم از همه بازرسی ها عبور می کند، به دقت برای حمل بسته بندی می شود. بسته بندی از سر ظرف در طول حمل و نقل محافظت می کند.اطمینان از اینکه آنها در وضعیت عالی به محل نصب می رسند.

مشخصات کلاه های تیتانیوم:

ترکیب شیمیایی

خواص مکانیکی