밸브 산업에 티타늄 합금 적용

티타늄 합금은 저밀도, 고강도, 내식성, 고온 및 저온 저항성 등 많은 장점을 갖고 있으며 석유, 화학 산업, 해양 환경, 생물 의학, 항공 우주, 자동차 산업, 선박 등 다양한 분야에서 널리 사용될 수 있습니다. . 주조 티타늄 합금은 티타늄 합금을 원하는 형상으로 주조하여 얻습니다. 그 중 ZTC4(Ti-6Al-4V) 합금이 가장 널리 사용되며 안정적인 공정 성능, 우수한 강도 및 파괴 인성(350℃ 미만)을 갖습니다.

다양한 특수 환경 및 특수 유체 매체 파이프라인 운송 시스템의 주요 제어 구성 요소인 밸브는 생산에 사용되는 많은 장비의 중요한 구성 요소가 되었으며 모든 산업은 밸브 없이는 할 수 없다고 말할 수 있습니다. 다양한 분야의 환경, 온도 및 매체 요구 사항이 다르기 때문에 밸브 재료 선택은 특히 중요하며 널리 평가됩니다. 티타늄 합금 및 주조 티타늄 합금을 기반으로 한 밸브는 우수한 내식성, 고온 및 저온 성능 및 고강도로 인해 밸브 분야에서 광범위한 전망을 가지고 있습니다.

응용

- 해양
해수 파이프라인 시스템의 작업 환경은 매우 가혹하며 해양 밸브의 성능은 파이프라인 시스템의 안전성과 전반적인 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 1960년대부터 러시아는 선박용 티타늄 합금에 대한 연구를 시작하여 해양용으로 개발했습니다. β 티타늄 합금은 글로브 밸브, 체크 밸브, 볼 밸브 등 다양한 유형의 군용 선박 파이프라인 시스템에 널리 사용됩니다. 그리고 많은 수의 응용 프로그램; 동시에 티타늄 밸브는 민간 선박 파이프라인 시스템에도 사용되었습니다. 이전에 사용된 구리 합금, 강철 등과 비교하여 후속 배수 테스트에서도 주조 티타늄 합금을 사용하면 구조 강도 및 내식성과 같은 여러 측면에서 높은 신뢰성을 가지며 수명이 크게 연장되었습니다. 원래 2~5년에서 두 배 이상으로 많은 사람들의 관심을 끌었습니다. 중국 뤄양에 있는 중국 조선 725 연구소에서 특정 선박 모델에 공급한 3개의 편심 버터플라이 밸브는 이전의 재료 선택 및 설계 방식을 변경하여 Ti80 및 기타 재료를 본체로 사용하여 수명을 연장했습니다. 밸브의 수명을 25년 이상으로 늘려 밸브 제품 응용의 신뢰성과 실용성을 높이고 중국 내 기술 격차를 메우고 있습니다.

- 항공우주
항공우주 분야에서도 주조 티타늄 합금은 우수한 내열성과 강도로 인해 우수한 성능을 발휘합니다. 아메리칸 항공이 처음으로 티타늄 주조를 시도한 것도 1960년대였습니다. 일정 기간의 연구 끝에 티타늄 합금 주물은 1972년부터 공식적으로 항공기(보잉 757, 767, 777 등)에 적용되었습니다. 다수의 정적 구조 티타늄 합금 주물이 사용되었을 뿐만 아니라 중요한 파이프라인 시스템의 밸브 제어와 같은 중요한 위치에도 사용되었습니다. 일반적으로 사용되는 밸브로는 안전밸브, 체크밸브 등이 있는데 이는 항공기 제조원가를 절감하고 안전성과 신뢰성을 높인 반면, 티타늄합금은 비중이 60% 정도에 불과한 다른 합금에 비해 상대적으로 밀도와 무게가 작기 때문에 동일한 강도의 강철을 광범위하게 적용하면 항공기가 꾸준히 고강도 및 경량화 방향으로 나아갈 수 있습니다. 현재 항공 우주 밸브는 공압, 유압, 연료 및 윤활과 같은 많은 제어 시스템에 주로 사용되며 내식성 및 환경 온도가 높은 환경에 더 적합합니다. 이는 항공우주 차량, 엔진 및 기타 부서의 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 기존 밸브는 단계적 교체가 필요한 경우가 많으며 수요를 충족하지 못할 수도 있습니다. 동시에 항공우주 밸브 시장이 급속히 확장됨에 따라 티타늄 밸브도 우수한 성능으로 인해 점점 더 많은 점유율을 차지하고 있습니다.

- 화학 산업
케미컬 밸브는 일반적으로 고온, 고압, 내식성, 큰 압력차 등 가혹한 환경에서 사용됩니다. 따라서 밸브 화학 산업에 적용하려면 적절한 재료를 선택하는 것이 중요합니다. 초기에는 탄소강, 스테인레스강 등의 재질이 주로 선택되며, 사용 후 부식이 발생할 수 있어 교체 및 유지보수가 필요합니다. 티타늄 합금 주조 기술의 지속적인 개발과 그 우수한 성능이 점차 발견됨에 따라 티타늄 밸브도 사람들의 눈에 나타났습니다. 화학 섬유 산업의 정제 테레프탈산(PTA) 생산 단위를 예로 들면, 작동 매체는 주로 부식성이 강한 아세트산과 브롬화수소산입니다. 글로브 밸브와 볼 밸브를 포함하여 거의 8000개에 달하는 밸브를 다양한 유형과 개수로 사용해야 합니다. 따라서 티타늄 밸브는 사용의 신뢰성과 안전성을 높이는 좋은 선택이 되었습니다. 일반적으로 요소의 부식성으로 인해 요소 합성탑의 출구 및 입구 밸브는 1년의 서비스 수명을 충족할 수 있으며 이미 사용 요구 사항에 도달했습니다. Shanxi Lvliang 비료 공장, Shandong Tengzhou 비료 공장 및 Henan Lingbao 비료 공장과 같은 기업은 여러 번의 시도를 거쳐 궁극적으로 티타늄 밸브 고압 체크 밸브 H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 및 단열재를 선택했습니다. 요소 합성탑 수입용 스톱 밸브 BJ45WA-25R-100, 125 등은 서비스 수명이 2년 이상으로 우수한 내식성을 보여주며[9], 밸브 교체 빈도와 비용을 줄입니다.

밸브 시장에서 주조 티타늄 합금의 적용은 위에서 언급한 산업에만 국한되지 않고 다른 측면에서도 좋은 발전이 있습니다. 예를 들어, 일본에서 개발된 새로운 주조 티타늄 합금 Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si는 낮은 밀도, 높은 크리프 강도, 우수한 내마모성과 같은 많은 장점을 가지고 있습니다. 자동차 엔진의 후방 배기 밸브에 사용하면 엔진의 안전 성능을 향상시키고 수명을 연장할 수 있습니다.

- 기타 산업
밸브 산업에서 주조 티타늄 합금을 적용하는 것과 비교하여 주조 티타늄 합금의 다른 적용 분야는 더 광범위합니다. 티타늄 및 티타늄 합금은 내식성이 뛰어나 석유화학 산업과 같이 부식 요구 사항이 있는 산업에 매우 중요합니다. 이러한 산업에서는 정량 펌프, 열교환기, 압축기, 반응기 등 산업적 생산이 필요한 많은 대형 장비에 시장 수요가 가장 큰 내식성 티타늄 주물을 사용하게 됩니다. 의학 분야에서는 티타늄이 세계적으로 인정받는 안전하고 무독성이며 중금속이 없는 금속이기 때문에 많은 의료 보조 장치, 인체 보철물 등이 주조 티타늄 합금으로 만들어집니다. 특히 치과 의학 분야에서 지금까지 시도된 거의 모든 치과용 주물은 산업용 순수 티타늄과 Ti-6Al-4V 합금으로 만들어졌으며 생체 적합성, 기계적 특성 및 내식성이 우수합니다. 한편, 티타늄 및 티타늄 합금은 밀도가 낮고 성능이 좋다는 장점으로 인해 골프 클럽, 볼 헤드, 테니스 라켓, 배드민턴 라켓, 낚시 도구 등 많은 스포츠 장비에 널리 사용됩니다. 이들로 만든 제품은 가볍고 품질 보증이 뛰어나 대중에게 매우 인기가 있습니다. 예를 들어 Japan Steel Pipe Company에서 개발한 SP-700 신형 티타늄 합금(N104)은 전 세계 골프 시장에서 가장 많이 판매되는 Taylor 브랜드 300 시리즈 골프 공 헤드의 표면 소재로 사용됩니다. 20세기 후반부터 주조 티타늄 합금은 초기 탐사부터 현재의 활발한 홍보 및 개발에 이르기까지 석유화학, 항공우주, 생물의학, 자동차 산업, 스포츠 및 레저 등 분야에서 점차 산업화와 규모를 형성해 왔습니다.