Anvendelsen af titaniumlegering i ventilindustrien
Titaniumlegering har mange fordele såsom lav densitet, høj styrke, korrosionsbestandighed, høj temperatur og lav temperatur modstand, og kan bruges i vid udstrækning inden for mange områder såsom olie, kemisk industri, havmiljø, biomedicin, rumfart, bilindustrien og skibe . Støbt titanlegering opnås ved at støbe titanlegering i den ønskede form, blandt hvilke ZTC4 (Ti-6Al-4V) legering er den mest udbredte, med stabil procesydelse, god styrke og brudsejhed (under 350 ℃).
Som hovedstyringskomponenten i forskellige specielle miljøer og specielle væskemediumrørledningstransportsystemer er ventiler blevet en vigtig komponent i meget udstyr i produktionen, og det kan siges, at enhver industri ikke kan undvære ventiler. På grund af forskellige miljø-, temperatur- og mediumkrav inden for forskellige områder, er valg af ventilmateriale særligt afgørende og værdsat bredt. Ventiler baseret på titanlegeringer og støbte titanlegeringer har brede perspektiver inden for ventiler på grund af deres fremragende korrosionsbestandighed, høj- og lavtemperaturydelse og høj styrke.
Ansøgninger
- Marine
Arbejdsmiljøet for havvandsrørledningssystemet er ekstremt barskt, og ydeevnen af marineventiler påvirker direkte rørledningssystemets sikkerhed og overordnede ydeevne. Så tidligt som i 1960'erne begyndte Rusland at forske i titanlegeringer til skibe og udviklede dem efterfølgende til marinebrug β Titaniumlegering er meget udbredt i militære skibsrørledningssystemer, herunder kugleventiler, kontraventiler og kugleventiler, med en bred vifte af typer og et stort antal applikationer; Samtidig er titaniumventiler også blevet brugt i civile skibsrørledningssystemer. I forhold til de tidligere anvendte kobberlegeringer, stål mv., har efterfølgende drænforsøg også vist, at brugen af støbte titanlegeringer har høj pålidelighed i mange aspekter såsom strukturel styrke og korrosionsbestandighed, og levetiden er blevet væsentligt forlænget, fra kl. de oprindelige 2-5 år til mere end to gange, hvilket har tiltrukket sig stor opmærksomhed fra alle. De tre excentriske sommerfugleventiler leveret af China Shipbuilding 725 Research Institute i Luoyang, Kina til en bestemt skibsmodel, er en ændring i det tidligere materialevalg og designskema, der bruger Ti80 og andre materialer som hovedlegemet, hvilket forlænger levetiden af ventilen til over 25 år, hvilket forbedrer pålideligheden og anvendeligheden af ventilproduktapplikationer og udfylder det tekniske hul i Kina.
- Luftfart
Inden for rumfart klarer støbte titanlegeringer sig også godt takket være deres fremragende varmebestandighed og styrke. Det var også i løbet af 1960'erne, at American Airlines første gang prøvede titaniumstøbegods. Efter en periode med forskning er titanlegeringsstøbegods officielt blevet anvendt i fly siden 1972 (Boeing 757, 767 og 777 osv.). Der er ikke kun brugt et stort antal statiske strukturer af titanlegeringer, men de er også blevet brugt i kritiske positioner, såsom ventilstyring i kritiske rørledningssystemer. Almindeligt anvendte ventiler omfatter sikkerhedsventiler, kontraventiler osv., som har reduceret flyproduktionsomkostninger og øget sikkerhed og pålidelighed, i mellemtiden på grund af den relativt lille densitet og vægt af titanlegering sammenlignet med andre legeringer, hvilket kun er omkring 60 % af stål med samme styrke, dets udbredte anvendelse kan fremme fly til støt at bevæge sig mod høj styrke og letvægts retning. På nuværende tidspunkt bruges rumfartsventiler hovedsageligt i mange kontrolsystemer såsom pneumatisk, hydraulisk, brændstof og smøring, og er mere velegnede til miljøer med korrosionsbestandighed og høje miljøtemperaturer. De er en af de afgørende komponenter i rumfartskøretøjer, motorer og andre afdelinger. Traditionelle ventiler kræver ofte udskiftning i trin, og opfylder måske ikke engang efterspørgslen. Samtidig med den hurtige udvidelse af luft- og rumventilmarkedet indtager titaniumventiler også en stigende andel på grund af deres overlegne ydeevne.
- Kemisk industri
Kemiske ventiler bruges generelt i barske miljøer såsom høj temperatur, højt tryk, korrosionsbestandighed og stor trykforskel. Derfor er valget af passende materialer afgørende for anvendelsen af ventilkemisk industri. I det tidlige stadie vælges primært kulstofstål, rustfrit stål og andre materialer, og korrosion kan forekomme efter brug, hvilket kræver udskiftning og vedligeholdelse. Med den kontinuerlige udvikling af støbning af titanlegeringsteknologi og dens overlegne ydeevne gradvist opdaget, er titaniumventiler også dukket op i folks øjne. Tager man produktionsenheden for renset terephthalsyre (PTA) i den kemiske fiberindustri som et eksempel, er arbejdsmediet hovedsageligt eddikesyre og brombrintesyre, som har stærk ætsningsevne. Der skal bruges næsten 8000 ventiler, inklusive kugleventiler og kugleventiler, med en række forskellige typer og et stort antal. Derfor er titanium ventiler blevet et godt valg, hvilket øger pålideligheden og sikkerheden ved brug. Generelt kan ventilerne ved udløbet og indløbet af urinstofsyntesetårnet på grund af ureaets ætsningsevne opfylde levetiden på 1 år og har allerede nået brugskravene. Virksomheder som Shanxi Lvliang Fertilizer Plant, Shandong Tengzhou Fertilizer Plant og Henan Lingbao Fertilizer Plant har gjort flere forsøg og i sidste ende valgt titanium ventil højtrykskontraventiler H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 stopventiler BJ45WA-25R-100, 125 osv. til import af ureasyntesetårne, med en levetid på mere end 2 år, som viser god korrosionsbestandighed [9], hvilket reducerer hyppigheden og omkostningerne ved ventiludskiftning.
Anvendelsen af støbt titanlegering på ventilmarkedet er ikke begrænset til de ovennævnte industrier, men der er god udvikling på andre områder. For eksempel har den nye støbte titanlegering Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si udviklet i Japan mange fordele såsom lav densitet, høj krybestyrke og god slidstyrke. Når den bruges i den bagerste udstødningsventil på bilmotorer, kan den forbedre motorens sikkerhedsydelse og forlænge dens levetid.
- Andre industrier
Sammenlignet med anvendelsen af støbte titanlegeringer i ventilindustrien er andre anvendelser af støbte titanlegeringer mere omfattende. Titan og titanlegeringer har fremragende korrosionsbestandighed, hvilket er af stor betydning for industrier med korrosive krav såsom petrokemisk industri. I disse industrier vil mange store udstyr, der kræver industriel produktion, såsom volumetriske pumper, varmevekslere, kompressorer og reaktorer, bruge korrosionsbestandige titaniumstøbegods, som har den største markedsefterspørgsel. Inden for medicin er mange medicinske hjælpemidler, menneskeproteser og andre fremstillet af støbte titanlegeringer, fordi titanium er et globalt anerkendt sikkert, ikke-giftigt og tungmetalfrit metal. Især inden for dental medicin er næsten alle dental støbegods, der er blevet afprøvet, lavet af industriel rent titanium og Ti-6Al-4V legering, som har god biokompatibilitet, mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed. På den anden side, på grund af fordelene ved lav tæthed og god ydeevne af titanium og titanlegeringer, er de meget brugt i mange sportsudstyr såsom golfkøller, boldhoveder, tennisketsjere, badmintonketchere og fiskegrej. Produkterne lavet af dem er lette, har kvalitetssikring og er meget populære blandt offentligheden. For eksempel bruges den nye SP-700 titanlegering udviklet af Japan Steel Pipe Company (N104) som overflademateriale til Taylor-mærket 300-seriens golfboldhoveder, som er bedst sælgende på det globale golfmarked. Siden slutningen af det 20. århundrede har støbte titanlegeringer gradvist dannet industrialisering og skala inden for områder som petrokemisk, rumfart, biomedicin, bilindustri og sport og fritid, fra den indledende udforskning til den nuværende kraftige promovering og udvikling.