Η εφαρμογή του κράματος τιτανίου στη βιομηχανία βαλβίδων

Το κράμα τιτανίου έχει πολλά πλεονεκτήματα όπως χαμηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και χαμηλή θερμοκρασία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλούς τομείς όπως το πετρέλαιο, η χημική βιομηχανία, το θαλάσσιο περιβάλλον, η βιοϊατρική, η αεροδιαστημική, η αυτοκινητοβιομηχανία και τα πλοία . Το χυτό κράμα τιτανίου λαμβάνεται με τη χύτευση του κράματος τιτανίου στο επιθυμητό σχήμα, μεταξύ των οποίων το κράμα ZTC4 (Ti-6Al-4V) είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο, με σταθερή απόδοση διεργασίας, καλή αντοχή και ανθεκτικότητα στη θραύση (κάτω από 350 ℃).

Ως κύριο στοιχείο ελέγχου διαφόρων ειδικών περιβαλλόντων και συστημάτων μεταφοράς ειδικών ρευστών μεσαίων σωληνώσεων, οι βαλβίδες έχουν γίνει σημαντικό συστατικό πολλών εξοπλισμών στην παραγωγή και μπορούμε να πούμε ότι οποιαδήποτε βιομηχανία δεν μπορεί να κάνει χωρίς βαλβίδες. Λόγω των διαφορετικών περιβαλλοντικών, θερμοκρασιακών και μεσαίων απαιτήσεων σε διαφορετικά πεδία, η επιλογή υλικού βαλβίδας είναι ιδιαίτερα σημαντική και εκτιμάται ευρέως. Οι βαλβίδες που βασίζονται σε κράματα τιτανίου και χυτά κράματα τιτανίου έχουν ευρείες προοπτικές στον τομέα των βαλβίδων λόγω της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση, της απόδοσης σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες και της υψηλής αντοχής τους.

Εφαρμογές

- Θαλάσσια
Το περιβάλλον εργασίας του συστήματος αγωγών θαλασσινού νερού είναι εξαιρετικά σκληρό και η απόδοση των θαλάσσιων βαλβίδων επηρεάζει άμεσα την ασφάλεια και τη συνολική απόδοση του συστήματος αγωγών. Ήδη από τη δεκαετία του 1960, η Ρωσία ξεκίνησε έρευνα για κράματα τιτανίου για πλοία και στη συνέχεια τα ανέπτυξε για θαλάσσια χρήση β Το κράμα τιτανίου χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα στρατιωτικών αγωγών πλοίων, συμπεριλαμβανομένων βαλβίδων υδρόγειου, βαλβίδων ελέγχου και σφαιρικών βαλβίδων, με μεγάλη ποικιλία τύπων και μεγάλος αριθμός εφαρμογών. Ταυτόχρονα, βαλβίδες τιτανίου έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί σε συστήματα αγωγών πολιτικών πλοίων. Σε σύγκριση με τα προηγούμενα χρησιμοποιημένα κράματα χαλκού, χάλυβα κ.λπ., οι επακόλουθες δοκιμές αποστράγγισης έδειξαν επίσης ότι η χρήση χυτών κραμάτων τιτανίου έχει υψηλή αξιοπιστία σε πολλές πτυχές, όπως η δομική αντοχή και η αντοχή στη διάβρωση, και η διάρκεια ζωής έχει παραταθεί σημαντικά, από το αρχικό 2-5 χρόνια έως περισσότερο από δύο φορές, το οποίο έχει προσελκύσει ευρεία προσοχή από όλους. Οι τρεις εκκεντρικές βαλβίδες πεταλούδας που παρέχονται από το China Shipbuilding 725 Research Institute στο Luoyang της Κίνας για ένα συγκεκριμένο μοντέλο πλοίου είναι μια αλλαγή στο προηγούμενο σχέδιο επιλογής υλικών και σχεδίασης, χρησιμοποιώντας Ti80 και άλλα υλικά ως κύριο σώμα, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής του η βαλβίδα για πάνω από 25 χρόνια, βελτιώνοντας την αξιοπιστία και την πρακτικότητα των εφαρμογών προϊόντων βαλβίδας και καλύπτοντας το τεχνικό κενό στην Κίνα.

- Αεροδιαστημική
Στον τομέα της αεροδιαστημικής, τα χυτά κράματα τιτανίου έχουν επίσης καλή απόδοση, χάρη στην εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα και αντοχή τους. Ήταν επίσης κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1960 που η American Airlines δοκίμασε για πρώτη φορά χύτευση τιτανίου. Μετά από μια περίοδο έρευνας, τα χυτά από κράμα τιτανίου εφαρμόζονται επίσημα στα αεροσκάφη από το 1972 (Boeing 757, 767, και 777, κ.λπ.). Όχι μόνο έχει χρησιμοποιηθεί ένας μεγάλος αριθμός χυτών από κράμα τιτανίου στατικής δομής, αλλά έχουν χρησιμοποιηθεί επίσης σε κρίσιμες θέσεις, όπως ο έλεγχος βαλβίδων σε κρίσιμα συστήματα σωληνώσεων. Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες βαλβίδες περιλαμβάνουν βαλβίδες ασφαλείας, βαλβίδες αντεπιστροφής κ.λπ., οι οποίες έχουν μειωμένο κόστος κατασκευής αεροσκαφών και αυξημένη ασφάλεια και αξιοπιστία, Εν τω μεταξύ, λόγω της σχετικά μικρής πυκνότητας και βάρους του κράματος τιτανίου σε σύγκριση με άλλα κράματα, που είναι μόνο περίπου το 60% Ο χάλυβας της ίδιας αντοχής, η ευρεία εφαρμογή του μπορεί να προωθήσει τα αεροσκάφη να κινούνται σταθερά προς την κατεύθυνση υψηλής αντοχής και ελαφρού βάρους. Επί του παρόντος, οι βαλβίδες αεροδιαστημικής χρησιμοποιούνται κυρίως σε πολλά συστήματα ελέγχου, όπως πνευματικά, υδραυλικά, καυσίμων και λίπανσης, και είναι πιο κατάλληλες για περιβάλλοντα με αντοχή στη διάβρωση και υψηλές περιβαλλοντικές θερμοκρασίες. Αποτελούν ένα από τα κρίσιμα συστατικά των αεροδιαστημικών οχημάτων, των κινητήρων και άλλων τμημάτων. Οι παραδοσιακές βαλβίδες συχνά απαιτούν σταδιακή αντικατάσταση και μπορεί να μην ανταποκρίνονται καν στη ζήτηση. Ταυτόχρονα, με την ταχεία επέκταση της αγοράς βαλβίδων αεροδιαστημικής, οι βαλβίδες τιτανίου καταλαμβάνουν επίσης αυξανόμενο μερίδιο λόγω της ανώτερης απόδοσής τους.

- Χημική βιομηχανία
Οι χημικές βαλβίδες χρησιμοποιούνται γενικά σε σκληρά περιβάλλοντα όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση, αντοχή στη διάβρωση και μεγάλη διαφορά πίεσης. Ως εκ τούτου, η επιλογή των κατάλληλων υλικών είναι ζωτικής σημασίας για την εφαρμογή της χημικής βιομηχανίας βαλβίδων. Στο αρχικό στάδιο, επιλέγονται κυρίως ανθρακούχο χάλυβας, ανοξείδωτος χάλυβας και άλλα υλικά και μπορεί να εμφανιστεί διάβρωση μετά τη χρήση, που απαιτεί αντικατάσταση και συντήρηση. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας χύτευσης κράματος τιτανίου και την ανώτερη απόδοσή της να ανακαλύπτεται σταδιακά, οι βαλβίδες τιτανίου έχουν επίσης εμφανιστεί στα μάτια των ανθρώπων. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τη μονάδα παραγωγής καθαρού τερεφθαλικού οξέος (PTA) στη βιομηχανία χημικών ινών, το μέσο εργασίας είναι κυρίως οξικό οξύ και υδροβρωμικό οξύ, το οποίο έχει ισχυρή διαβρωτική ικανότητα. Πρέπει να χρησιμοποιηθούν σχεδόν 8000 βαλβίδες, συμπεριλαμβανομένων των σφαιρικών βαλβίδων και των σφαιρικών βαλβίδων, με ποικιλία τύπων και μεγάλο αριθμό. Ως εκ τούτου, οι βαλβίδες τιτανίου έχουν γίνει μια καλή επιλογή, αυξάνοντας την αξιοπιστία και την ασφάλεια χρήσης. Γενικά, λόγω της διαβρωτικής ικανότητας της ουρίας, οι βαλβίδες στην έξοδο και την είσοδο του πύργου σύνθεσης ουρίας μπορούν να ανταποκριθούν στη διάρκεια ζωής του 1 έτους και έχουν ήδη φτάσει τις απαιτήσεις χρήσης. Επιχειρήσεις όπως το Shanxi Lvliang Fertilizer Plant, το Shandong Tengzhou Fertilizer Plant και το Henan Lingbao Fertilizer Plant έχουν κάνει πολλές προσπάθειες και τελικά επέλεξαν βαλβίδες αντεπιστροφής υψηλής πίεσης βαλβίδων τιτανίου H72WA-220ROO-50, H43OWA-50, και H43WA-50,20, βαλβίδες διακοπής BJ45WA-25R-100, 125 κ.λπ. για την εισαγωγή πύργων σύνθεσης ουρίας, με διάρκεια ζωής άνω των 2 ετών, επιδεικνύοντας καλή αντοχή στη διάβρωση [9], μειώνοντας τη συχνότητα και το κόστος αντικατάστασης βαλβίδων.

Η εφαρμογή χυτού κράματος τιτανίου στην αγορά βαλβίδων δεν περιορίζεται στις προαναφερθείσες βιομηχανίες, αλλά υπάρχει καλή εξέλιξη σε άλλες πτυχές. Για παράδειγμα, το νέο χυτό κράμα τιτανίου Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si που αναπτύχθηκε στην Ιαπωνία έχει πολλά πλεονεκτήματα όπως χαμηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή ερπυσμού και καλή αντοχή στη φθορά. Όταν χρησιμοποιείται στην πίσω βαλβίδα εξαγωγής κινητήρων αυτοκινήτων, μπορεί να βελτιώσει την απόδοση ασφαλείας του κινητήρα και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του.

- Άλλες Βιομηχανίες
Σε σύγκριση με την εφαρμογή χυτών κραμάτων τιτανίου στη βιομηχανία βαλβίδων, άλλες εφαρμογές χυτών κραμάτων τιτανίου είναι πιο εκτεταμένες. Το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου έχουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, η οποία είναι μεγάλης σημασίας για βιομηχανίες με διαβρωτικές απαιτήσεις όπως η πετροχημική βιομηχανία. Σε αυτές τις βιομηχανίες, πολλοί μεγάλοι εξοπλισμός που απαιτούν βιομηχανική παραγωγή, όπως ογκομετρικές αντλίες, εναλλάκτες θερμότητας, συμπιεστές και αντιδραστήρες θα χρησιμοποιούν ανθεκτικά στη διάβρωση χυτά από τιτάνιο, τα οποία έχουν τη μεγαλύτερη ζήτηση στην αγορά. Στον τομέα της ιατρικής, επειδή το τιτάνιο είναι ένα παγκοσμίως αναγνωρισμένο, ασφαλές, μη τοξικό και χωρίς βαρέα μέταλλα μέταλλο, πολλές ιατρικές βοηθητικές συσκευές, ανθρώπινες προθέσεις και άλλα κατασκευάζονται από χυτά κράματα τιτανίου. Ειδικά στην οδοντιατρική, σχεδόν όλα τα οδοντιατρικά χυτά που έχουν δοκιμαστεί είναι κατασκευασμένα από βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο και κράμα Ti-6Al-4V, τα οποία έχουν καλή βιοσυμβατότητα, μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη διάβρωση. Από την άλλη πλευρά, λόγω των πλεονεκτημάτων της χαμηλής πυκνότητας και της καλής απόδοσης του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου, χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλά αθλητικά είδη όπως μπαστούνια γκολφ, κεφαλές μπάλας, ρακέτες τένις, ρακέτες μπάντμιντον και είδη ψαρέματος. Τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτά είναι ελαφριά, έχουν διασφάλιση ποιότητας και είναι πολύ δημοφιλή στο κοινό. Για παράδειγμα, το νέο κράμα τιτανίου SP-700 που αναπτύχθηκε από την Japan Steel Pipe Company (N104) χρησιμοποιείται ως επιφανειακό υλικό για τις κεφαλές για μπίλιες του γκολφ της σειράς Taylor 300, το οποίο έχει τις μεγαλύτερες πωλήσεις στην παγκόσμια αγορά του γκολφ. Από τα τέλη του 20ου αιώνα, τα χυτά κράματα τιτανίου έχουν διαμορφώσει σταδιακά εκβιομηχάνιση και κλίμακα σε τομείς όπως η πετροχημική, η αεροδιαστημική, η βιοϊατρική, η αυτοκινητοβιομηχανία και ο αθλητισμός και η αναψυχή, από την αρχική εξερεύνηση έως την τρέχουσα έντονη προώθηση και ανάπτυξη.