Zastosowanie stopu tytanu w przemyśle zaworów

Stop tytanu ma wiele zalet, takich jak niska gęstość, wysoka wytrzymałość, odporność na korozję, odporność na wysokie i niskie temperatury i może być szeroko stosowany w wielu dziedzinach, takich jak ropa naftowa, przemysł chemiczny, środowisko morskie, biomedycyna, przemysł lotniczy, motoryzacyjny i statki . Odlewany stop tytanu otrzymywany jest poprzez odlanie stopu tytanu do pożądanego kształtu, wśród których najszerzej stosowany jest stop ZTC4 (Ti-6Al-4V), charakteryzujący się stabilnym przebiegiem procesu, dobrą wytrzymałością i odpornością na pękanie (poniżej 350 ℃).

Jako główny element sterujący różnych specjalnych środowisk i specjalnych systemów transportu rurociągami z płynnym medium, zawory stały się ważnym elementem wielu urządzeń produkcyjnych i można powiedzieć, że żadna branża nie może obejść się bez zaworów. Ze względu na różne wymagania środowiskowe, temperaturowe i medium w różnych dziedzinach, wybór materiału na zawór jest szczególnie istotny i powszechnie ceniony. Zawory na bazie stopów tytanu i odlewanych stopów tytanu mają szerokie perspektywy w dziedzinie zaworów ze względu na ich doskonałą odporność na korozję, działanie w wysokich i niskich temperaturach oraz wysoką wytrzymałość.

Aplikacje

- Morskie
Środowisko pracy systemu rurociągów wody morskiej jest niezwykle trudne, a działanie zaworów morskich bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo i ogólną wydajność systemu rurociągów. Już w latach sześćdziesiątych Rosja rozpoczęła badania nad stopami tytanu do stosowania na statkach, a następnie opracowała je do zastosowań morskich β Stop tytanu jest szeroko stosowany w systemach rurociągów na statkach wojskowych, w tym w zaworach kulowych, zaworach zwrotnych i zaworach kulowych, w szerokiej gamie typów i duża liczba zastosowań; Jednocześnie zawory tytanowe były również stosowane w cywilnych systemach rurociągów okrętowych. W porównaniu do wcześniej stosowanych stopów miedzi, stali itp., późniejsze testy drenażu wykazały również, że zastosowanie odlewanych stopów tytanu charakteryzuje się wysoką niezawodnością w wielu aspektach, takich jak wytrzymałość konstrukcyjna i odporność na korozję, a żywotność została znacznie wydłużona, począwszy od oryginalne 2-5 lat do ponad dwukrotnie, co przyciągnęło powszechną uwagę wszystkich. Trzy mimośrodowe przepustnice dostarczone przez China Shipbuilding 725 Research Institute w Luoyang w Chinach dla określonego modelu statku stanowią zmianę w poprzednim schemacie doboru materiałów i projektowania, wykorzystując Ti80 i inne materiały jako główny korpus, wydłużając żywotność zawór do ponad 25 lat, poprawiając niezawodność i praktyczność zastosowań produktów zaworowych oraz wypełniając lukę techniczną w Chinach.

- Lotnictwo
W przemyśle lotniczym odlewane stopy tytanu również dobrze sprawdzają się dzięki doskonałej odporności na ciepło i wytrzymałości. Również w latach sześćdziesiątych XX wieku linie American Airlines po raz pierwszy wypróbowały odlewy tytanowe. Po okresie badań, od 1972 roku oficjalnie stosuje się odlewy ze stopów tytanu w samolotach (Boeing 757, 767, 777 itp.). Zastosowano nie tylko dużą liczbę odlewów ze stopów tytanu o strukturze statycznej, ale także w pozycjach krytycznych, takich jak sterowanie zaworami w krytycznych systemach rurociągów. Powszechnie stosowane zawory obejmują zawory bezpieczeństwa, zawory zwrotne itp., które obniżyły koszty produkcji samolotów oraz zwiększyły bezpieczeństwo i niezawodność, Tymczasem ze względu na stosunkowo małą gęstość i wagę stopu tytanu w porównaniu do innych stopów, która stanowi tylko około 60% tej samej stali wytrzymałościowej, jej szerokie zastosowanie może pomóc samolotom w ciągłym dążeniu do kierunku wysokiej wytrzymałości i lekkości. Obecnie zawory lotnicze są stosowane głównie w wielu układach sterowania, takich jak pneumatyka, hydraulika, paliwo i smarowanie, i są bardziej odpowiednie dla środowisk o odporności na korozję i wysokich temperaturach otoczenia. Są jednym z kluczowych elementów pojazdów kosmicznych, silników i innych działów. Tradycyjne zawory często wymagają wymiany etapowej i mogą nawet nie spełniać zapotrzebowania. Jednocześnie wraz z szybkim rozwojem rynku zaworów lotniczych, zawory tytanowe również zajmują coraz większy udział ze względu na ich doskonałą wydajność.

- Przemysł chemiczny
Zawory chemiczne są zwykle stosowane w trudnych warunkach, takich jak wysoka temperatura, wysokie ciśnienie, odporność na korozję i duża różnica ciśnień. Dlatego wybór odpowiednich materiałów ma kluczowe znaczenie dla zastosowania przemysłu chemicznego zaworów. Na wczesnym etapie wybiera się głównie stal węglową, stal nierdzewną i inne materiały, a po użyciu może wystąpić korozja, wymagająca wymiany i konserwacji. Wraz z ciągłym rozwojem technologii odlewania stopów tytanu i stopniowym odkrywaniem ich doskonałych parametrów, w oczach ludzi pojawiły się również zawory tytanowe. Biorąc za przykład jednostkę produkcyjną oczyszczonego kwasu tereftalowego (PTA) w przemyśle włókien chemicznych, czynnikiem roboczym jest głównie kwas octowy i kwas bromowodorowy, które mają silne działanie korozyjne. Należy zastosować prawie 8000 zaworów, w tym zawory kulowe i zawory kulowe, różnych typów i w dużej liczbie. Dlatego zawory tytanowe stały się dobrym wyborem, zwiększając niezawodność i bezpieczeństwo użytkowania. Ogólnie rzecz biorąc, ze względu na korozyjne działanie mocznika, zawory na wylocie i wlocie wieży syntezy mocznika mogą wytrzymać okres użytkowania wynoszący 1 rok i osiągnęły już wymagania użytkowe. Przedsiębiorstwa takie jak Shanxi Lvliang Fertilizer Plant, Shandong Tengzhou Fertilizer Plant i Henan Lingbao Fertilizer Plant podejmowały wiele prób i ostatecznie wybrały wysokociśnieniowe zawory zwrotne z tytanowymi zaworami H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 i izolację zawory odcinające BJ45WA-25R-100, 125 itp. do importu wież do syntezy mocznika, o żywotności powyżej 2 lat, wykazujące dobrą odporność na korozję [9], zmniejszającą częstotliwość i koszt wymiany zaworów.

Zastosowanie odlewanego stopu tytanu na rynku zaworów nie ogranicza się do wyżej wymienionych gałęzi przemysłu, ale zauważalny jest dobry rozwój w innych aspektach. Na przykład nowy odlewany stop tytanu Ti-33,5Al-1Nb-0,5Cr-0,5Si opracowany w Japonii ma wiele zalet, takich jak niska gęstość, wysoka wytrzymałość na pełzanie i dobra odporność na zużycie. Zastosowany w tylnym zaworze wydechowym silników samochodowych może poprawić bezpieczeństwo silnika i wydłużyć jego żywotność.

- Inne branże
W porównaniu z zastosowaniem odlewanych stopów tytanu w przemyśle zaworów, inne zastosowania odlewanych stopów tytanu są szersze. Tytan i stopy tytanu charakteryzują się doskonałą odpornością na korozję, co ma ogromne znaczenie w gałęziach przemysłu o wymaganiach korozyjnych, takich jak przemysł petrochemiczny. W tych branżach wiele dużych urządzeń wymagających produkcji przemysłowej, takich jak pompy objętościowe, wymienniki ciepła, sprężarki i reaktory, będzie wykorzystywać odporne na korozję odlewy tytanowe, na które istnieje największe zapotrzebowanie na rynku. W medycynie, ze względu na to, że tytan jest uznanym na całym świecie metalem bezpiecznym, nietoksycznym i wolnym od metali ciężkich, wiele medycznych wyrobów pomocniczych, protez ludzkich i innych wykonanych jest z odlewanych stopów tytanu. Zwłaszcza w stomatologii prawie wszystkie wypróbowane odlewy dentystyczne są wykonane z czystego przemysłowego tytanu i stopu Ti-6Al-4V, które charakteryzują się dobrą biokompatybilnością, właściwościami mechanicznymi i odpornością na korozję. Z drugiej strony, ze względu na zalety małej gęstości i dobrych parametrów tytanu i stopów tytanu, są one szeroko stosowane w wielu sprzęcie sportowym, takim jak kije golfowe, główki piłek, rakiety tenisowe, rakiety do badmintona i sprzęt wędkarski. Wyroby z nich wykonane są lekkie, posiadają gwarancję jakości i cieszą się dużym zainteresowaniem wśród społeczeństwa. Na przykład nowy stop tytanu SP-700 opracowany przez Japan Steel Pipe Company (N104) jest stosowany jako materiał powierzchniowy do główek piłek golfowych marki Taylor z serii 300, które są najlepiej sprzedającymi się na światowym rynku golfowym. Od końca XX wieku odlewane stopy tytanu stopniowo ulegały industrializacji i skali w takich dziedzinach, jak petrochemia, lotnictwo, biomedycyna, przemysł motoryzacyjny oraz sport i rekreacja, od początkowych eksploracji po obecną energiczną promocję i rozwój.