Použití slitiny titanu v průmyslu ventilů

Titanová slitina má mnoho výhod, jako je nízká hustota, vysoká pevnost, odolnost proti korozi, odolnost proti vysokým teplotám a nízkým teplotám, a může být široce používána v mnoha oblastech, jako je ropa, chemický průmysl, mořské prostředí, biomedicína, letecký průmysl, automobilový průmysl a lodě. . Odlévaná titanová slitina se získává odléváním titanové slitiny do požadovaného tvaru, mezi nimiž je nejpoužívanější slitina ZTC4 (Ti-6Al-4V), se stabilním procesním výkonem, dobrou pevností a lomovou houževnatostí (pod 350 ℃).

Jako hlavní ovládací prvek různých speciálních prostředí a speciálních potrubních systémů pro tekutá média se ventily staly důležitou součástí mnoha zařízení ve výrobě a lze říci, že bez ventilů se neobejde žádné odvětví. Vzhledem k různým požadavkům na prostředí, teplotu a médium v ​​různých oblastech je výběr materiálu ventilu obzvláště důležitý a široce ceněný. Ventily na bázi slitin titanu a litých slitin titanu mají široké vyhlídky v oblasti ventilů díky své vynikající odolnosti proti korozi, výkonu při vysokých a nízkých teplotách a vysoké pevnosti.

Aplikace

- Námořní
Pracovní prostředí potrubního systému s mořskou vodou je extrémně drsné a výkon námořních ventilů přímo ovlivňuje bezpečnost a celkový výkon potrubního systému. Již v 60. letech 20. století Rusko zahájilo výzkum titanových slitin pro lodě a následně je vyvinulo pro námořní použití β Titanová slitina je široce používána v potrubních systémech vojenských lodí, včetně kulových ventilů, zpětných ventilů a kulových ventilů, s širokou škálou typů a velký počet aplikací; Současně byly titanové ventily použity také v potrubních systémech civilních lodí. Ve srovnání s dříve používanými slitinami mědi, oceli atd., následné odvodňovací zkoušky také ukázaly, že použití litých slitin titanu má vysokou spolehlivost v mnoha ohledech, jako je pevnost konstrukce a odolnost proti korozi, a životnost byla výrazně prodloužena, od původních 2-5 let na více než dvojnásobek, což přitáhlo širokou pozornost všech. Tři excentrické škrticí klapky, které dodal China Shipbuilding 725 Research Institute v Luoyang, Čína pro určitý model lodi, je změnou v předchozím schématu výběru materiálu a designu, s použitím Ti80 a dalších materiálů jako hlavního těla, což prodlužuje životnost lodi. ventil na více než 25 let, zlepšení spolehlivosti a praktičnosti aplikací ventilových produktů a vyplnění technické mezery v Číně.

- Letectví
V oblasti letectví a kosmonautiky si dobře vedou také lité slitiny titanu, a to díky své vynikající tepelné odolnosti a pevnosti. Bylo to také během 60. let, kdy American Airlines poprvé vyzkoušely titanové odlitky. Po období výzkumu se odlitky z titanové slitiny oficiálně používají v letadlech od roku 1972 (Boeing 757, 767 a 777 atd.). Nejen, že bylo použito velké množství odlitků z titanové slitiny se statickou strukturou, ale byly také použity v kritických polohách, jako je ovládání ventilů v kritických potrubních systémech. Mezi běžně používané ventily patří pojistné ventily, zpětné ventily atd., které snížily výrobní náklady letadel a zvýšily bezpečnost a spolehlivost. stejně pevné oceli, její rozšířené použití může podporovat letadla, aby se neustále pohybovala směrem k vysoké pevnosti a nízké hmotnosti. V současné době se ventily pro letectví a kosmonautiku používají hlavně v mnoha řídicích systémech, jako jsou pneumatické, hydraulické, palivové a mazací, a jsou vhodnější pro prostředí s odolností proti korozi a vysokými okolními teplotami. Jsou jednou z klíčových součástí leteckých vozidel, motorů a dalších oddělení. Tradiční ventily často vyžadují postupnou výměnu a nemusí dokonce uspokojit poptávku. Současně s rychlým rozšiřováním trhu s ventily pro letectví a kosmonautiku zaujímají stále větší podíl titanové ventily díky svému vynikajícímu výkonu.

- Chemický průmysl
Chemické ventily se obecně používají v náročných prostředích, jako je vysoká teplota, vysoký tlak, odolnost proti korozi a velký tlakový rozdíl. Proto je výběr vhodných materiálů pro použití v chemickém průmyslu ventilů zásadní. V rané fázi se volí hlavně uhlíková ocel, nerezová ocel a další materiály a po použití může dojít ke korozi, která vyžaduje výměnu a údržbu. S neustálým vývojem technologie lití titanové slitiny a postupným objevováním její vynikající výkonnosti se titanové ventily objevily také v očích lidí. Vezmeme-li jako příklad výrobní jednotku čištěné kyseliny tereftalové (PTA) v průmyslu chemických vláken, pracovním médiem je především kyselina octová a kyselina bromovodíková, které mají silnou korozivitu. Je třeba použít téměř 8000 ventilů, včetně kulových ventilů a kulových kohoutů, s různými typy a velkým počtem. Dobrou volbou se proto staly titanové ventily zvyšující spolehlivost a bezpečnost použití. Obecně platí, že vzhledem ke korozi močoviny mohou ventily na výstupu a vstupu do věže pro syntézu močoviny splnit životnost 1 rok a již dosáhly požadavků na použití. Podniky jako Shanxi Lvliang Fertilizer Plant, Shandong Tengzhou Fertilizer Plant a Henan Lingbao Fertilizer Plant učinily několik pokusů a nakonec si vybraly titanové ventilové vysokotlaké zpětné ventily H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 a izolaci uzavírací ventily BJ45WA-25R-100, 125 atd. pro dovoz věží pro syntézu močoviny, s životností delší než 2 roky, vykazující dobrou odolnost proti korozi [9], snižující četnost a náklady na výměnu ventilů.

Použití slitiny litého titanu na trhu s ventily není omezeno na výše uvedená odvětví, ale v jiných aspektech došlo k dobrému vývoji. Například nová litá titanová slitina Ti-33,5Al-1Nb-0,5Cr-0,5Si vyvinutá v Japonsku má mnoho výhod, jako je nízká hustota, vysoká pevnost při tečení a dobrá odolnost proti opotřebení. Při použití v zadním výfukovém ventilu automobilových motorů může zlepšit bezpečnostní výkon motoru a prodloužit jeho životnost.

- Ostatní průmyslová odvětví
Ve srovnání s aplikací litých slitin titanu v průmyslu ventilů jsou další aplikace litých slitin titanu rozsáhlejší. Titan a slitiny titanu mají vynikající odolnost proti korozi, což má velký význam pro průmyslová odvětví s korozními požadavky, jako je petrochemický průmysl. V těchto odvětvích bude mnoho velkých zařízení, která vyžadují průmyslovou výrobu, jako jsou objemová čerpadla, tepelné výměníky, kompresory a reaktory, používat korozivzdorné titanové odlitky, které mají největší poptávku na trhu. Vzhledem k tomu, že titan je celosvětově uznávaným bezpečným, netoxickým kovem bez obsahu těžkých kovů, je v oblasti lékařství mnoho lékařských pomocných zařízení, lidských protéz a dalších vyrobeno z litých slitin titanu. Zejména v zubním lékařství jsou téměř všechny zubní odlitky, které byly vyzkoušeny, vyrobeny z průmyslového čistého titanu a slitiny Ti-6Al-4V, které mají dobrou biokompatibilitu, mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi. Na druhou stranu, díky výhodám nízké hustoty a dobrému výkonu titanu a titanových slitin jsou široce používány v mnoha sportovních zařízeních, jako jsou golfové hole, míčové hlavy, tenisové rakety, badmintonové rakety a rybářské náčiní. Výrobky z nich jsou lehké, mají záruku kvality a jsou mezi veřejností velmi oblíbené. Například nová titanová slitina SP-700 vyvinutá společností Japan Steel Pipe Company (N104) se používá jako povrchový materiál pro hlavy golfových míčků řady 300 značky Taylor, které jsou nejprodávanější na světovém golfovém trhu. Od konce 20. století odlévané titanové slitiny postupně tvořily industrializaci a rozsah v oborech, jako je petrochemický, letecký, biomedicínský, automobilový průmysl a sport a volný čas, od počátečního průzkumu až po současnou energickou propagaci a rozvoj.