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Ganztitanbehälter: Ein Ganztitanbehälter bezeichnet einen Behälter, bei dem die wichtigsten Komponenten wie Gehäuse, Deckel und Anschlussrohre aus Titan hergestellt sind. Die weniger wichtigen Komponenten können hingegen nicht aus Titan sein – beispielsweise können die Schwenkflansche sowie die dazugehörigen Befestigungsbolzen aus Stahl hergestellt werden. Die minimale Dicke der voll aus Titan bestehenden Behälterhülle beträgt 2 mm. Dabei wird vor allem darauf geachtet, dass die Anforderungen an die Dicke im Zuge des Schweißvorgangs erfüllt werden sowie dass die Anforderungen an die geometrischen Toleranzen eingehalten werden. Zudem muss die Steifigkeit des Behälters während der Herstellung, des Transports und des Hebens gewährleistet sein ； Sowie Ersparnis von Titanmaterial und Senkung der Kosten. Grundsätze der Konstruktion: Da die mechanische Festigkeit von Titan bei Temperaturen von 200 °C und mehr erheblich abnimmt, und außerdem der Elastizitätsmodul von Titan gering ist, eignen sich vollständig aus Titan bestehende Konstruktionen nicht für den Einsatz in Umgebungen mit hohen oder mittleren Drücken sowie bei großen Geräten. Die zulässige Temperatur für vollständig aus Titan gefertigte Druckbehälter sollte 250 °C nicht überschreiten. Es gilt als wirtschaftlich sinnvoll, bei kleinen und mittleren Behältern mit einem Druck von 0,5 MPa und einer Temperatur unter 150 °C eine vollständig aus Titan gefertigte Konstruktion zu verwenden. Wenn man die Investitionskosten berücksichtigt, ist der Einsatz von reinem Titan bei einer Dicke von mehr als 13 mm möglicherweise nicht wirtschaftlich. Strukturanforderungen: Obwohl Behälter aus reinem Titan in ihrer Strukturähnlichkeiten zum Edelstahl aufweisen, erfordern die besonderen Eigenschaften des Titans bei der Konstruktion und Fertigung besondere Ansätze. Daher müssen bei der Strukturplanung folgende Punkte berücksichtigt werden: 1) Bei der Planung von geschweißten Strukturen muss sichergestellt werden, dass die Schweißstellen für die Verwendung von Wasserstoffbrennschneidgeräten geeignet sind. Zudem müssen alle Bereiche der Schweißverbindungen, die Temperaturen über 400 °C aufweisen, effektiv geschützt werden. Im geschmolzenen Zustand kann Titan fast mit jedem Element chemisch reagieren, weshalb bei Schweiß- und Wärbeverfahren besondere Schutzmaßnahmen erforderlich sind. Um ein effektives Schutzziel zu erreichen, muss die Struktur der Bauteile einfach sein. Die Öffnungen in der Hülle sollten möglichst senkrecht zur Achse der Hülle liegen, damit die Herstellung der Schutzvorrichtungen erleichtert wird und der Schutzeffekt verbessert wird. 2) Es muss streng vermieden werden, Schweißkonstruktionen zu verwenden, bei denen Stahl und Titan miteinander verschmolzen werden. Da bei der Schmelzung anderer Metalle wie Eisen in Titan-Nähten harte und brüchige intermetallische Verbindungen entstehen, die die Dehnfähigkeit der Naht erheblich verringern, können Titan und Stahl außer durch Explosionsverschweißen und Löten nicht miteinander verschweißt werden. 3) Der Spalt am abgerundeten Rand der Schweißnaht muss angemessen sein. Der Kantenabstand an den Schweißverbindungen von vollständig aus Titan bestehenden Druckbehältern muss kleiner sein als bei Behältern aus Stahl. Dies liegt daran, dass Titan einen hohen Schmelzpunkt hat, eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist, eine geringe Wärmekapazität besitzt sowie einen hohen Widerstandskoeffizienten hat. Zudem ist die Fließfähigkeit des Metalls im Schweißbad bei Titan hoch. 4) Die Konstruktion der Titanbehälter muss eine Kontinuität der Struktur sowie einen nahtlosen Übergang der Schweißverbindungen gewährleisten, um eine Stresskonzentration so weit wie möglich zu vermeiden. 5) Bei der Biegung und Verformung von Titanbauteilen sollte ein größerer Biegeradius verwendet werden – im Vergleich zu Stahl. Bei der Erweiterung der Rohre sollte hingegen eine geringere Erweiterungsrate angewandt werden. 6) Rein industrielles Titan neigt in bestimmten Medien zur Spaltkorrosion. Bei der Konstruktion und Behandlung von Behältern, die mit diesen Medien in Berührung kommen, sollte man versuchen, Spalten sowie Stauzonen zu vermeiden. An solchen Stellen sollten titanische Legierungen, die gegen Spaltkorrosion beständig sind (z. B. Titan-Palladium-Legierungen), oder Beschichtungen verwendet werden. 7) Bei der Konstruktion von Behältern, die mit korrosiven, leitfähigen Medien in Berührung kommen, muss man berücksichtigen, dass ein Kontakt zwischen Titan und anderen Metallen zu Galvanischen Korrosionen führen kann. In solchen Fällen müssen strukturelle Maßnahmen ergriffen werden – beispielsweise durch den Einsatz eines dritten Materials als Übergangsschicht – oder es muss eine Anodenbeschichtung verwendet werden. 8) Bei der Konstruktion von Geräten, bei denen Korrosion auftreten kann, sollte die Strömungsgeschwindigkeit des korrosiven Mediums unter der kritischen Geschwindigkeit liegen. Zudem sollten plötzliche Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit oder -richtung möglichst vermieden werden ； Oder man setzt Schutzblenden an Stellen, an denen Korrosion und Abnutzung auftreten können. ①Wenn die Flüssigkeit korrosiv oder abtragsfördernd ist und ρv2 > 740 kg/(m·s²), oder wenn die Flüssigkeit weder korrosiv noch abtragsfördernd ist, aber dennoch ρv2 > 2355 kg/(m·s²) gilt (wobei ρ die Dichte der Flüssigkeit in kg/m³ und v die Geschwindigkeit des Stoffflusses in m/s ist), dann muss am Eingang des Stoffflusses eine Schutzplatte installiert werden. ②Wenn das korrosive Medium tangential in das Gerät eindringt oder wenn die Einführungsleitung direkt auf die Wand des Geräts ausgerichtet ist und der Abstand dazwischen kleiner als das Doppelte des Außendurchmessers der Leitung ist, muss eine Schutzplatte eingebaut werden.