Vessel sous pression en titane réservoir hémisphérique Gr2 Gr5 Gr7 Tête plat en titane Tête plat en titane Équipement

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Les têtes hémisphériques en titane sont des composants intégrants dans les récipients sous pression, les réservoirs et les réacteurs utilisés dans diverses industries, notamment la transformation chimique, la pétrochimie, l'aérospatiale et la marine.Ces têtes hémisphériques sont généralement formées à partir d'alliages de titane de haute qualité tels que le grade 2 (Gr2), de catégorie 5 (Gr5) et de catégorie 7 (Gr7), qui offrent des propriétés exceptionnelles pour le traitement de la pression, de la résistance à la corrosion et des températures élevées.

Tête hémisphérique en forme de plat en titane

Une tête hémisphérique en forme de bol est l'un des types les plus courants de têtes de récipients sous pression.La forme hémisphérique est idéale pour les applications sous pression en raison de son efficacité structurelle dans la distribution de la pression uniformément sur la surfaceLe titane est particulièrement adapté à ces applications en raison de son rapport résistance/poids élevé et de sa résistance à la corrosion.

Alliages de titane utilisés pour les têtes de réservoirs hémisphériques

1Titane de qualité 2 (Gr2) Tête hémisphérique

• Le titane de grade 2 est l'alliage de titane pur le plus couramment utilisé dans le commerce.ce qui le rend idéal pour les environnements où la corrosion est un problème important, mais la haute résistance n'est pas aussi critique.
• Applications: réacteurs chimiques, réservoirs de stockage, applications marines, usines de dessalement de l'eau de mer et échangeurs de chaleur.
• Les avantages:
  • Résistance exceptionnelle à la corrosion générale.
  • Une excellente soudabilité.
  • Un coût inférieur à celui des alliages de titane à haute résistance.
  • Idéal pour des conditions de pression et de température modérées.

2Titane de qualité 5 (Gr5) Tête hémisphérique (Ti-6Al-4V)

• Le grade 5 (Ti-6Al-4V) est un alliage alpha-bêta qui offre une résistance significativement plus élevée que le grade 2 en raison de la présence d'aluminium et de vanadium.Applications à haute température.
• Applications: composants aérospatiaux, navires à haute pression, réacteurs, échangeurs de chaleur, pétrole et gaz.
• Les avantages:
  • Un rapport de force/poids supérieur.
  • Meilleures performances à haute température (jusqu'à environ 400°C).
  • Bonne résistance à la corrosion, mais pas aussi résistante aux acides agressifs que le grade 2.
  • Convient pour les applications à haute tension comme les réacteurs et les réacteurs sous pression.

3Titane de qualité 7 (Gr7) Tête hémisphérique

• Le grade 7 (Ti-0,2Pd) est un alliage titane-palladium, spécialement conçu pour une utilisation dans des environnements extrêmement corrosifs.qui améliore sa résistance aux acides réducteurs (tels que l'acide sulfurique) et autres produits chimiques agressifs.
• Applications: traitement chimique, industrie pétrochimique et autres applications nécessitant une résistance supérieure à la corrosion.
• Les avantages:
  • Excellente résistance aux acides sulfuriques et au chlore.
  • Convient pour les environnements chimiques très agressifs, y compris l'acide chlorhydrique.
  • Fournit à la fois une résistance et une excellente résistance à la corrosion, en particulier pour réduire les acides.
  • Idéal pour les applications hautement corrosives qui dégraderaient le grade 2 ou le grade 5.

Fabrication de têtes hémisphériques en forme de plaque en titane

Le procédé de fabrication des têtes hémisphériques en forme de plat en titane comporte plusieurs étapes clés:

1. Sélection du matériau: choisir l'alliage de titane approprié (Gr2, Gr5 ou Gr7) en fonction de la résistance, de la résistance à la corrosion et des exigences de température de l'application.

2. Formage: les feuilles de titane sont chauffées et puis façonnées en forme de boîte ou d'hémisphère.

   • Tirage en profondeur: procédé par lequel une feuille plane est dessinée en forme d'hémisphère à l'aide d'une matrice.
   • Presser: Appliquer une pression pour former le titane dans la forme souhaitée.
   • Formage à chaud: chauffage du titane à des températures élevées pour le rendre plus malléable avant de le former.

3. Soudage: si la tête de la plaque doit être soudrée à un corps cylindrique ou à d'autres composants, des méthodes de soudage de haute précision telles que le soudage TIG (gaz inerte de tungstène) sont utilisées.Le titane est très sensible à la contamination pendant le soudage, le procédé doit donc être effectué dans un environnement contrôlé (souvent à l'aide de gaz inertes pour éviter l'oxydation).

4. Traitement de surface: après le formage, les têtes en titane peuvent subir des traitements de surface tels que:

   • Décapage: Traitement chimique destiné à éliminer les couches d'oxyde et à améliorer la qualité de la surface.
   • Passivation: procédé qui améliore la couche naturelle d'oxyde du titane, augmentant ainsi sa résistance à la corrosion.
   • Polissage: Pour des raisons esthétiques ou de performance, en particulier dans les applications nécessitant des surfaces lisses.

5. Inspection et essais: des méthodes d'inspection rigoureuses sont utilisées pour assurer la qualité et l'intégrité des têtes en titane:

   • Inspection visuelle pour détecter tout défaut de surface.
   • Tests non destructifs tels que les tests par ultrasons ou l'inspection par rayons X pour détecter les défauts internes.
   • Test de pression pour confirmer l'intégrité structurelle des têtes pour leur application prévue.

Processus de fabrication de têtes hémisphériques en forme de plaque en titane

Le processus de fabrication de têtes hémisphériques en forme de boîte en titane implique plusieurs étapes, notamment:

1. Sélection du matériau: les feuilles de titane de qualité 2 ou 5 sont sélectionnées en fonction des exigences spécifiques de l'application.

2. Formage: la feuille de titane est chauffée à une température adaptée au formage, puis elle est pressée mécaniquement ou tirée en forme hémisphérique.Formation à chaud, ou techniques de pressage.

3. Soudage: si la tête de la plaque doit être soudés à d'autres pièces, comme un corps cylindrique, des techniques de soudage de précision comme le soudage TIG (soudage au tungstène au gaz inerte) sont utilisées pour joindre des pièces en titane.Des précautions doivent être prises pour éviter la contamination et maintenir l'intégrité du matériau..

4. Post-traitement: une fois la tête formée et soudée, elle peut subir des processus supplémentaires tels que le décapage pour éliminer les oxydes, le polissage pour améliorer la finition de la surface,ou passivation pour améliorer la résistance à la corrosion.

5. Tests et inspections: les têtes finies sont soumises à des contrôles de qualité rigoureux, y compris des tests non destructifs (NDT) tels que les tests aux rayons X, aux ultrasons ou aux tests de pression,pour s'assurer qu'ils répondent aux normes de résistance et de durabilité requises.

Processus de fabrication de têtes hémisphériques en titane

Les têtes hémisphériques en titane sont généralement fabriquées à l'aide de procédés tels que le dessin en profondeur, le formage à chaud ou le pressage.

1. Préparation des feuilles: les feuilles d'alliage de titane sont coupées à la taille requise.
2. Formage: la feuille de titane est chauffée, puis pressée ou tirée en forme hémisphérique à l'aide d'une presse ou d'une matrice de formage.
3. Soudage: si nécessaire, la tête hémisphérique est soudée au corps cylindrique du récipient ou du réservoir.Le soudage au titane nécessite un contrôle minutieux de la chaleur et de l'environnement de soudage pour éviter la contamination.
4. Post-traitement: après le formage et le soudage, les têtes hémisphériques en titane peuvent subir des traitements tels que le décapage, le polissage ou la passivation pour améliorer la résistance à la corrosion et la qualité de la surface.

Avantages des têtes hémisphériques en titane

1. Résistance à la corrosion:
   • Les alliages de titane, en particulier les alliages de qualité 1 et 2, sont connus pour leur résistance à la corrosion supérieure, ce qui est crucial dans les environnements chimiques et marins.
2. Le rapport résistance/poids:
   • Le titane offre un rapport résistance/poids élevé, ce qui signifie que les têtes peuvent résister à des pressions internes élevées sans ajouter de poids significatif,qui est important dans les industries comme l' aérospatiale et marine.
3. Longévité:
   • En raison de l'excellente résistance du titane à la corrosion, les têtes hémisphériques en ce matériau ont une longue durée de vie avec un entretien minimal.
4. Résistance à haute température:
   • Le titane de qualité 5 est particulièrement adapté aux applications à haute température, assurant ainsi l'intégrité structurelle dans des environnements à chaleur extrême.
5. Biocompatibilité:
   • Le titane de grade 1 et de grade 2 est biocompatible, ce qui le rend idéal pour des applications dans les équipements médicaux, tels que les implants et les instruments chirurgicaux.

Applications des têtes hémisphériques en titane

1. Pour les récipients sous pression:
   • Utilisé dans des industries telles que la pétrochimie, les produits pharmaceutiques et la transformation alimentaire où la pression interne doit être contenue en toute sécurité.
2. Échangeurs de chaleur:
   • Les têtes en titane sont utilisées dans les échangeurs de chaleur en raison de leur résistance à la corrosion et de leur capacité à résister à des charges thermiques élevées.
3. Les réservoirs de stockage:
   • Utilisé dans les réservoirs de stockage qui nécessitent une excellente résistance à la corrosion par les produits chimiques ou les acides.
4. Aérospatiale:
   • La résistance et les propriétés légères du titane le rendent idéal pour les applications aérospatiales, y compris dans les réservoirs de carburant et les composants sous pression.
5. Applications dans les eaux:
   • Idéal pour le contact avec l'eau de mer, où la résistance du titane à la corrosion induite par le chlorure est cruciale.
6. Génération d'énergie:
   • Utilisé dans la construction de réacteurs et autres composants à haute pression et haute température dans l'industrie de la production d'énergie.

Types de têtes de plat selon la forme

Les têtes de plat sont classées en fonction de leur forme géométrique, et chaque type répond à des besoins structurels ou fonctionnels spécifiques.

Les têtes convexes:

• Ces têtes présentent une surface convexe vers l'extérieur et sont couramment utilisées pour assurer l'intégrité structurelle des conteneurs qui doivent résister à la pression interne.
• Les exemples incluent les têtes hémisphériques, les têtes ovales, les têtes de disque et les têtes sphériques sans bride.
• Les têtes hémisphériques sont souvent utilisées dans les récipients haute pression parce que leur forme peut distribuer uniformément la pression interne.
• Les têtes ovales et les têtes à disque peuvent également être utilisées en fonction de la conception et des pressions requises.
• Certaines bouteilles de gaz utilisent des têtes convexes vers l'intérieur, parfois appelées têtes de fond combinées, qui améliorent la résistance et la sécurité en fournissant une distribution de charge plus efficace.

Les têtes coniques:

• Les têtes coniques présentent une forme conique et sont généralement utilisées dans les applications où une transition en douceur entre les formes cylindriques et coniques est nécessaire,comme dans certains types de réacteurs et de tours.
• Ces têtes sont particulièrement utiles pour gérer les contraintes internes et externes en raison de leur nature conique.

Les têtes plates:

• Les têtes plates sont moins courantes que les têtes convexes ou coniques et sont utilisées dans les conteneurs où la pression interne est relativement faible ou absente.Ils sont plus simples à fabriquer et à souder, mais sont généralement moins efficaces pour gérer une pression interne élevée.

Formes de combinaison:

• Certaines têtes combinent différentes formes géométriques pour obtenir des avantages spécifiques de conception ou de structure. Ces têtes peuvent combiner des formes convexes et coniques, ou utiliser des éléments plats et convexes,pour répondre aux besoins fonctionnels du navire.

Spécifications des têtes en titane:

Composition chimique

Propriété mécanique