De toepassing van titaniumlegeringen in de kleppenindustrie

Titaniumlegering heeft vele voordelen, zoals lage dichtheid, hoge sterkte, corrosieweerstand, hoge temperatuur en lage temperatuurbestendigheid, en kan op grote schaal worden gebruikt op vele gebieden, zoals aardolie, chemische industrie, mariene omgeving, biogeneeskunde, lucht- en ruimtevaart, auto-industrie en schepen. . Gegoten titaniumlegering wordt verkregen door titaniumlegering in de gewenste vorm te gieten, waarvan de ZTC4 (Ti-6Al-4V) legering de meest gebruikte is, met stabiele procesprestaties, goede sterkte en breuktaaiheid (minder dan 350 ℃).

Als belangrijkste regelcomponent van verschillende speciale omgevingen en speciale transportsystemen voor pijpleidingen, zijn kleppen een belangrijk onderdeel geworden van veel apparatuur in de productie, en er kan worden gezegd dat elke industrie niet zonder kleppen kan. Vanwege de verschillende omgevings-, temperatuur- en mediumvereisten op verschillende gebieden is de keuze van klepmateriaal bijzonder cruciaal en wordt breed gewaardeerd. Kleppen op basis van titaniumlegeringen en gegoten titaniumlegeringen hebben brede perspectieven op het gebied van kleppen vanwege hun uitstekende corrosieweerstand, prestaties bij hoge en lage temperaturen en hoge sterkte.

Toepassingen

- Marinier
De werkomgeving van het zeewaterpijpleidingsysteem is extreem zwaar en de prestaties van scheepskleppen hebben rechtstreeks invloed op de veiligheid en de algehele prestaties van het pijpleidingsysteem. Al in de jaren zestig begon Rusland met onderzoek naar titaniumlegeringen voor schepen en ontwikkelde deze vervolgens voor gebruik op zee. β Titaniumlegering wordt veel gebruikt in pijpleidingsystemen voor militaire schepen, waaronder klepafsluiters, terugslagkleppen en kogelkranen, met een grote verscheidenheid aan typen en een groot aantal toepassingen; Tegelijkertijd worden titaniumkleppen ook gebruikt in pijpleidingsystemen voor civiele schepen. Vergeleken met de eerder gebruikte koperlegeringen, staal, enz. hebben daaropvolgende drainagetests ook aangetoond dat het gebruik van gegoten titaniumlegeringen een hoge betrouwbaarheid heeft in veel aspecten, zoals structurele sterkte en corrosieweerstand, en dat de levensduur aanzienlijk is verlengd, van de oorspronkelijke 2-5 jaar tot meer dan tweemaal, wat brede aandacht van iedereen heeft getrokken. De drie excentrische vlinderkleppen die door het China Shipbuilding 725 Research Institute in Luoyang, China zijn geleverd voor een bepaald scheepsmodel, zijn een verandering in het eerdere materiaalkeuze- en ontwerpschema, waarbij Ti80 en andere materialen als hoofdgedeelte werden gebruikt, waardoor de levensduur van het schip werd verlengd. de klep tot meer dan 25 jaar, waardoor de betrouwbaarheid en bruikbaarheid van klepproducttoepassingen zijn verbeterd en de technische leemte in China is opgevuld.

- Lucht- en ruimtevaart
Op het gebied van de lucht- en ruimtevaart presteren gegoten titaniumlegeringen ook goed, dankzij hun uitstekende hittebestendigheid en sterkte. Het was ook in de jaren zestig dat American Airlines voor het eerst titaniumgietstukken probeerde. Na een periode van onderzoek worden gietstukken van titaniumlegeringen sinds 1972 officieel toegepast in vliegtuigen (Boeing 757, 767 en 777, enz.). Er is niet alleen een groot aantal gietstukken van titaniumlegeringen met een statische structuur gebruikt, maar ze zijn ook gebruikt in kritieke posities, zoals klepbediening in kritieke pijpleidingsystemen. Veelgebruikte kleppen zijn onder meer veiligheidskleppen, terugslagkleppen, enz., die de productiekosten van vliegtuigen hebben verlaagd en de veiligheid en betrouwbaarheid hebben verhoogd. Ondertussen, vanwege de relatief kleine dichtheid en het gewicht van de titaniumlegering in vergelijking met andere legeringen, wat slechts ongeveer 60% van de staal met dezelfde sterkte, de wijdverbreide toepassing ervan kan ervoor zorgen dat vliegtuigen gestaag in de richting van hoge sterkte en lichtgewicht richting bewegen. Momenteel worden lucht- en ruimtevaartkleppen voornamelijk gebruikt in veel besturingssystemen, zoals pneumatische, hydraulische, brandstof- en smering, en zijn ze meer geschikt voor omgevingen met corrosieweerstand en hoge omgevingstemperaturen. Ze zijn een van de cruciale componenten van ruimtevaartvoertuigen, motoren en andere afdelingen. Traditionele kleppen vereisen vaak een gefaseerde vervanging en voldoen mogelijk niet eens aan de vraag. Tegelijkertijd, met de snelle expansie van de markt voor lucht- en ruimtevaartkleppen, nemen titaniumkleppen ook een steeds groter aandeel in vanwege hun superieure prestaties.

- Chemische industrie
Chemische kleppen worden over het algemeen gebruikt in ruwe omgevingen zoals hoge temperaturen, hoge druk, corrosieweerstand en grote drukverschillen. Daarom is de selectie van geschikte materialen cruciaal voor de toepassing van de klepchemische industrie. In het vroege stadium wordt voornamelijk gekozen voor koolstofstaal, roestvrij staal en andere materialen, en na gebruik kan er corrosie optreden, waardoor vervanging en onderhoud nodig zijn. Met de voortdurende ontwikkeling van de technologie voor het gieten van titaniumlegeringen en de superieure prestaties ervan die geleidelijk aan werden ontdekt, zijn titaniumkleppen ook in de ogen van mensen verschenen. Als we de productie-eenheid van gezuiverd tereftaalzuur (PTA) in de chemische vezelindustrie als voorbeeld nemen, bestaat het werkmedium voornamelijk uit azijnzuur en broomwaterstofzuur, dat een sterke corrosiviteit heeft. Er moeten bijna 8000 kleppen worden gebruikt, inclusief klepafsluiters en kogelkranen, met een verscheidenheid aan typen en een groot aantal. Daarom zijn titanium kleppen een goede keuze geworden, waardoor de betrouwbaarheid en gebruiksveiligheid toenemen. Over het algemeen kunnen de kleppen aan de uitlaat en inlaat van de ureumsynthesetoren, vanwege de corrosiviteit van ureum, een levensduur van 1 jaar halen en hebben ze al aan de gebruiksvereisten voldaan. Bedrijven zoals Shanxi Lvliang Fertilizer Plant, Shandong Tengzhou Fertilizer Plant en Henan Lingbao Fertilizer Plant hebben meerdere pogingen ondernomen en uiteindelijk gekozen voor hogedrukterugslagkleppen met titanium kleppen H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 en isolatie afsluiters BJ45WA-25R-100, 125, enz. voor de import van ureumsynthesetorens, met een levensduur van meer dan 2 jaar, die een goede corrosieweerstand aantonen [9], waardoor de frequentie en kosten van klepvervanging worden verminderd.

De toepassing van gegoten titaniumlegeringen op de klepmarkt beperkt zich niet tot de bovengenoemde industrieën, maar er is ook een goede ontwikkeling op andere aspecten. De nieuwe gegoten titaniumlegering Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si, ontwikkeld in Japan, heeft bijvoorbeeld veel voordelen, zoals een lage dichtheid, hoge kruipsterkte en goede slijtvastheid. Bij gebruik in de achterste uitlaatklep van automotoren kan het de veiligheidsprestaties van de motor verbeteren en de levensduur ervan verlengen.

- Andere industrieën
Vergeleken met de toepassing van gegoten titaniumlegeringen in de kleppenindustrie zijn andere toepassingen van gegoten titaniumlegeringen uitgebreider. Titanium en titaniumlegeringen hebben een uitstekende corrosieweerstand, wat van groot belang is voor industrieën met corrosieve eisen zoals de petrochemische industrie. In deze industrieën zal veel grote apparatuur die industriële productie vereist, zoals volumetrische pompen, warmtewisselaars, compressoren en reactoren, gebruik maken van corrosiebestendige titaniumgietstukken, waarnaar de grootste vraag op de markt bestaat. Op het gebied van de geneeskunde worden veel medische hulpmiddelen, menselijke prothesen en andere gemaakt van gegoten titaniumlegeringen, omdat titanium een ​​wereldwijd erkend veilig, niet-giftig en vrij van zware metalen is. Vooral in de tandheelkunde zijn bijna alle uitgeprobeerde tandheelkundige gietstukken gemaakt van industrieel puur titanium en een Ti-6Al-4V-legering, die goede biocompatibiliteit, mechanische eigenschappen en corrosieweerstand hebben. Aan de andere kant worden ze, vanwege de voordelen van lage dichtheid en goede prestaties van titanium en titaniumlegeringen, veel gebruikt in veel sportuitrusting zoals golfclubs, balhoofden, tennisrackets, badmintonrackets en visgerei. De producten die ervan worden gemaakt zijn licht van gewicht, hebben kwaliteitsborging en zijn erg populair bij het publiek. De nieuwe titaniumlegering SP-700, ontwikkeld door Japan Steel Pipe Company (N104), wordt bijvoorbeeld gebruikt als oppervlaktemateriaal voor golfbalhoofden uit de 300-serie van Taylor, die het best verkopen op de wereldwijde golfmarkt. Sinds het einde van de 20e eeuw hebben gegoten titaniumlegeringen geleidelijk de industrialisatie en schaal gevormd op gebieden als de petrochemie, de lucht- en ruimtevaart, de biomedische industrie, de auto-industrie en sport en vrije tijd, van de eerste verkenning tot de huidige krachtige promotie en ontwikkeling.