Penerapan Paduan Titanium di Industri Katup

Paduan titanium memiliki banyak keunggulan seperti kepadatan rendah, kekuatan tinggi, ketahanan korosi, suhu tinggi dan ketahanan suhu rendah, serta dapat digunakan secara luas di berbagai bidang seperti perminyakan, industri kimia, lingkungan kelautan, biomedis, dirgantara, industri otomotif, dan kapal. . Paduan titanium cor diperoleh dengan menuang paduan titanium ke dalam bentuk yang diinginkan, di antaranya paduan ZTC4 (Ti-6Al-4V) yang paling banyak digunakan, dengan kinerja proses yang stabil, kekuatan yang baik, dan ketangguhan patah (di bawah 350 ℃).

Sebagai komponen kontrol utama dari berbagai lingkungan khusus dan sistem transportasi pipa medium fluida khusus, katup telah menjadi komponen penting dari banyak peralatan dalam produksi, dan dapat dikatakan bahwa industri mana pun tidak dapat hidup tanpa katup. Karena persyaratan lingkungan, suhu, dan media yang berbeda di berbagai bidang, pemilihan material katup sangat penting dan dihargai secara luas. Katup berbahan dasar paduan titanium dan paduan titanium cor memiliki prospek luas di bidang katup karena ketahanan korosinya yang sangat baik, kinerja suhu tinggi dan rendah, serta kekuatan tinggi.

Aplikasi

- Marinir
Lingkungan kerja sistem perpipaan air laut sangat keras, dan kinerja katup laut secara langsung mempengaruhi keselamatan dan kinerja sistem perpipaan secara keseluruhan. Pada awal tahun 1960-an, Rusia memulai penelitian tentang paduan titanium untuk kapal dan kemudian mengembangkannya untuk penggunaan di laut. Paduan titanium banyak digunakan dalam sistem pipa kapal militer, termasuk katup globe, katup periksa, dan katup bola, dengan beragam jenis. dan sejumlah besar aplikasi; Pada saat yang sama, katup titanium juga telah digunakan dalam sistem pipa kapal sipil. Dibandingkan dengan paduan tembaga, baja, dll. yang digunakan sebelumnya, pengujian drainase selanjutnya juga menunjukkan bahwa penggunaan paduan titanium cor memiliki keandalan yang tinggi dalam banyak aspek seperti kekuatan struktural dan ketahanan terhadap korosi, dan masa pakai telah sangat diperpanjang, dari dari semula 2-5 tahun menjadi lebih dari dua kali lipat, yang telah menarik perhatian luas dari semua orang. Tiga katup kupu-kupu eksentrik yang dipasok oleh China Shipbuilding 725 Research Institute di Luoyang, Tiongkok untuk model kapal tertentu merupakan perubahan dalam skema pemilihan dan desain material sebelumnya, menggunakan Ti80 dan material lain sebagai bodi utama, sehingga memperpanjang umur layanan. katup selama lebih dari 25 tahun, meningkatkan keandalan dan kepraktisan aplikasi produk katup, dan mengisi kesenjangan teknis di Cina.

- Luar Angkasa
Di bidang kedirgantaraan, paduan titanium cor juga memiliki kinerja yang baik, berkat ketahanan dan kekuatan panasnya yang sangat baik. Pada tahun 1960-an juga American Airlines pertama kali mencoba pengecoran titanium. Setelah beberapa waktu penelitian, pengecoran paduan titanium telah resmi diterapkan di pesawat terbang sejak tahun 1972 (Boeing 757, 767, dan 777, dll.). Tidak hanya sejumlah besar pengecoran paduan titanium struktur statis yang telah digunakan, tetapi juga telah digunakan pada posisi kritis, seperti kontrol katup dalam sistem pipa kritis. Katup yang umum digunakan antara lain katup pengaman, katup periksa, dll., yang telah mengurangi biaya produksi pesawat terbang serta meningkatkan keselamatan dan keandalan, Sementara itu, karena kepadatan dan berat paduan titanium yang relatif kecil dibandingkan dengan paduan lainnya, yaitu hanya sekitar 60% dari baja berkekuatan sama, penerapannya secara luas dapat mendorong pesawat untuk terus bergerak menuju arah berkekuatan tinggi dan ringan. Saat ini, katup luar angkasa terutama digunakan di banyak sistem kontrol seperti pneumatik, hidrolik, bahan bakar, dan pelumasan, dan lebih cocok untuk lingkungan dengan ketahanan terhadap korosi dan suhu lingkungan yang tinggi. Mereka adalah salah satu komponen penting dari kendaraan luar angkasa, mesin, dan departemen lainnya. Katup tradisional sering kali memerlukan penggantian bertahap, dan bahkan mungkin tidak memenuhi permintaan. Pada saat yang sama, dengan pesatnya perluasan pasar katup dirgantara, katup titanium juga semakin banyak diminati karena kinerjanya yang unggul.

- Industri kimia
Katup kimia umumnya digunakan di lingkungan yang keras seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, ketahanan korosi, dan perbedaan tekanan yang besar. Oleh karena itu, pemilihan material yang tepat sangat penting untuk penerapan industri kimia katup. Pada tahap awal, sebagian besar baja karbon, baja tahan karat, dan bahan lainnya dipilih, dan korosi dapat terjadi setelah digunakan, sehingga memerlukan penggantian dan pemeliharaan. Dengan perkembangan berkelanjutan dari teknologi paduan titanium pengecoran dan kinerja superiornya secara bertahap ditemukan, katup titanium juga muncul di mata orang-orang. Mengambil contoh unit produksi asam tereftalat murni (PTA) di industri serat kimia, media kerjanya terutama asam asetat dan asam hidrobromat, yang memiliki sifat korosif yang kuat. Hampir 8000 valve, termasuk globe valve dan ball valve, perlu digunakan, dengan tipe yang beragam dan jumlah yang banyak. Oleh karena itu, katup titanium telah menjadi pilihan yang baik, meningkatkan keandalan dan keamanan penggunaan. Secara umum, karena sifat korosif urea, katup pada saluran keluar dan masuk menara sintesis urea dapat memenuhi masa pakai 1 tahun dan telah mencapai persyaratan penggunaan. Perusahaan seperti Pabrik Pupuk Shanxi Lvliang, Pabrik Pupuk Shandong Tengzhou, dan Pabrik Pupuk Henan Lingbao telah melakukan banyak upaya dan akhirnya memilih katup periksa tekanan tinggi katup titanium H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80, dan isolasi katup penghenti BJ45WA-25R-100, 125, dll. untuk impor menara sintesis urea, dengan masa pakai lebih dari 2 tahun, menunjukkan ketahanan korosi yang baik [9], mengurangi frekuensi dan biaya penggantian katup.

Penerapan paduan titanium cor di pasar katup tidak terbatas pada industri yang disebutkan di atas, tetapi ada perkembangan yang baik di aspek lain. Misalnya, paduan titanium cor baru Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si yang dikembangkan di Jepang memiliki banyak keunggulan seperti kepadatan rendah, kekuatan mulur tinggi, dan ketahanan aus yang baik. Bila digunakan pada katup buang belakang mesin otomotif, dapat meningkatkan kinerja keselamatan mesin dan memperpanjang masa pakainya.

- Industri Lainnya
Dibandingkan dengan penerapan paduan titanium cor dalam industri katup, penerapan paduan titanium cor lainnya lebih luas. Titanium dan paduan titanium memiliki ketahanan korosi yang sangat baik, yang sangat penting bagi industri dengan persyaratan korosif seperti industri petrokimia. Dalam industri ini, banyak peralatan besar yang memerlukan produksi industri seperti pompa volumetrik, penukar panas, kompresor, dan reaktor akan menggunakan coran titanium tahan korosi, yang memiliki permintaan pasar terbesar. Di bidang kedokteran, karena titanium merupakan logam yang aman, tidak beracun, dan bebas logam berat yang diakui secara global, banyak alat bantu medis, prostesis manusia, dan lainnya terbuat dari paduan titanium cor. Khususnya di bidang kedokteran gigi, hampir semua coran gigi yang telah diujicobakan terbuat dari titanium murni industri dan paduan Ti-6Al-4V, yang memiliki biokompatibilitas, sifat mekanik, dan ketahanan korosi yang baik. Di sisi lain, karena keunggulan kepadatan rendah dan kinerja yang baik dari titanium dan paduan titanium, mereka banyak digunakan di banyak peralatan olahraga seperti tongkat golf, kepala bola, raket tenis, raket bulu tangkis, dan alat pancing. Produk yang dibuat darinya ringan, memiliki jaminan mutu, dan sangat digemari masyarakat. Misalnya, paduan titanium baru SP-700 yang dikembangkan oleh Japan Steel Pipe Company (N104) digunakan sebagai bahan permukaan kepala bola golf seri 300 merek Taylor, yang terlaris di pasar golf global. Sejak akhir abad ke-20, paduan titanium cor secara bertahap membentuk industrialisasi dan skala di bidang-bidang seperti petrokimia, dirgantara, biomedis, industri otomotif, serta olahraga dan rekreasi, mulai dari eksplorasi awal hingga promosi dan pengembangan yang gencar saat ini.