A aplicação da liga de titânio na indústria de válvulas

A liga de titânio tem muitas vantagens, como baixa densidade, alta resistência, resistência à corrosão, resistência a altas e baixas temperaturas, e pode ser amplamente utilizada em muitos campos, como petróleo, indústria química, ambiente marinho, biomedicina, aeroespacial, indústria automotiva e navios. . A liga de titânio fundido é obtida fundindo a liga de titânio no formato desejado, entre a qual a liga ZTC4 (Ti-6Al-4V) é a mais amplamente utilizada, com desempenho de processo estável, boa resistência e tenacidade à fratura (abaixo de 350 ℃).

Como principal componente de controle de vários ambientes especiais e sistemas especiais de transporte de dutos de meio fluido, as válvulas se tornaram um componente importante de muitos equipamentos em produção, e pode-se dizer que qualquer indústria não pode prescindir de válvulas. Devido aos diferentes requisitos ambientais, de temperatura e de meio em diferentes campos, a seleção do material da válvula é particularmente crucial e amplamente valorizada. Válvulas baseadas em ligas de titânio e ligas fundidas de titânio têm amplas perspectivas no campo de válvulas devido à sua excelente resistência à corrosão, desempenho em altas e baixas temperaturas e alta resistência.

Formulários

- Marinha
O ambiente de trabalho do sistema de tubulação de água do mar é extremamente severo e o desempenho das válvulas marítimas afeta diretamente a segurança e o desempenho geral do sistema de tubulação. Já na década de 1960, a Rússia começou a pesquisar ligas de titânio para navios e posteriormente as desenvolveu para uso marítimo. β A liga de titânio é amplamente utilizada em sistemas de dutos de navios militares, incluindo válvulas globo, válvulas de retenção e válvulas de esfera, com uma ampla variedade de tipos e um grande número de aplicações; Ao mesmo tempo, válvulas de titânio também têm sido usadas em sistemas de dutos de navios civis. Em comparação com as ligas de cobre, aço, etc. usadas anteriormente, testes de drenagem subsequentes também mostraram que o uso de ligas de titânio fundido tem alta confiabilidade em muitos aspectos, como resistência estrutural e resistência à corrosão, e a vida útil foi bastante estendida, de dos 2 a 5 anos originais para mais de duas vezes, o que atraiu a atenção generalizada de todos. A válvula borboleta três excêntrica fornecida pelo China Shipbuilding 725 Research Institute em Luoyang, China, para um determinado modelo de navio é uma mudança na seleção de materiais anterior e no esquema de projeto, usando Ti80 e outros materiais como corpo principal, estendendo a vida útil de a válvula há mais de 25 anos, melhorando a confiabilidade e a praticidade das aplicações de produtos de válvulas e preenchendo a lacuna técnica na China.

- Aeroespacial
No campo aeroespacial, as ligas fundidas de titânio também apresentam bom desempenho, graças à sua excelente resistência ao calor e resistência. Foi também durante a década de 1960 que a American Airlines experimentou pela primeira vez fundições de titânio. Após um período de pesquisa, as peças fundidas de liga de titânio foram oficialmente aplicadas em aeronaves desde 1972 (Boeing 757, 767 e 777, etc.). Não apenas um grande número de peças fundidas de liga de titânio com estrutura estática foi usado, mas também em posições críticas, como controle de válvula em sistemas críticos de tubulações. As válvulas comumente usadas incluem válvulas de segurança, válvulas de retenção, etc., que reduziram os custos de fabricação de aeronaves e aumentaram a segurança e a confiabilidade. Enquanto isso, devido à densidade e peso relativamente pequenos da liga de titânio em comparação com outras ligas, que é apenas cerca de 60% de o mesmo aço de resistência, sua ampla aplicação pode promover aeronaves a se moverem constantemente em direção a alta resistência e leveza. Atualmente, as válvulas aeroespaciais são usadas principalmente em muitos sistemas de controle, como pneumático, hidráulico, combustível e lubrificação, e são mais adequadas para ambientes com resistência à corrosão e altas temperaturas ambientais. Eles são um dos componentes cruciais de veículos aeroespaciais, motores e outros departamentos. As válvulas tradicionais geralmente exigem substituição em fases e podem nem atender à demanda. Ao mesmo tempo, com a rápida expansão do mercado de válvulas aeroespaciais, as válvulas de titânio também ocupam uma participação cada vez maior devido ao seu desempenho superior.

- Indústria química
As válvulas químicas são geralmente usadas em ambientes agressivos, como alta temperatura, alta pressão, resistência à corrosão e grande diferença de pressão. Portanto, a seleção de materiais apropriados é crucial para a aplicação na indústria química de válvulas. Na fase inicial, são selecionados principalmente aço carbono, aço inoxidável e outros materiais, e pode ocorrer corrosão após o uso, exigindo substituição e manutenção. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de fundição de liga de titânio e seu desempenho superior sendo gradualmente descoberto, as válvulas de titânio também apareceram aos olhos das pessoas. Tomando como exemplo a unidade de produção de ácido tereftálico purificado (PTA) na indústria de fibras químicas, o meio de trabalho é principalmente ácido acético e ácido bromídrico, que apresentam forte corrosividade. Quase 8.000 válvulas, incluindo válvulas globo e válvulas esfera, precisam ser usadas, com uma variedade de tipos e um grande número. Portanto, as válvulas de titânio tornaram-se uma boa escolha, aumentando a confiabilidade e segurança de uso. Em geral, devido à corrosividade da uréia, as válvulas de saída e entrada da torre de síntese de uréia podem atender à vida útil de 1 ano e já atingiram os requisitos de uso. Empresas como Shanxi Lvliang Fertilizer Plant, Shandong Tengzhou Fertilizer Plant e Henan Lingbao Fertilizer Plant fizeram várias tentativas e, por fim, escolheram válvulas de retenção de alta pressão com válvula de titânio H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 e isolamento válvulas de bloqueio BJ45WA-25R-100, 125, etc. para importação de torres de síntese de ureia, com vida útil superior a 2 anos, demonstrando boa resistência à corrosão [9], reduzindo a frequência e o custo de substituição de válvulas.

A aplicação da liga de titânio fundido no mercado de válvulas não se limita às indústrias citadas, mas há um bom desenvolvimento em outros aspectos. Por exemplo, a nova liga de titânio fundido Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si desenvolvida no Japão tem muitas vantagens, como baixa densidade, alta resistência à fluência e boa resistência ao desgaste. Quando usado na válvula de escape traseira de motores automotivos, pode melhorar o desempenho de segurança do motor e prolongar sua vida útil.

- Outras Indústrias
Em comparação com a aplicação de ligas de titânio fundido na indústria de válvulas, outras aplicações de ligas de titânio fundido são mais extensas. O titânio e as ligas de titânio possuem excelente resistência à corrosão, o que é de grande importância para indústrias com requisitos corrosivos, como a indústria petroquímica. Nessas indústrias, muitos equipamentos de grande porte que requerem produção industrial, como bombas volumétricas, trocadores de calor, compressores e reatores, utilizarão peças fundidas de titânio resistentes à corrosão, que têm a maior demanda do mercado. No campo da medicina, devido ao titânio ser um metal seguro, não tóxico e livre de metais pesados, reconhecido mundialmente, muitos dispositivos de assistência médica, próteses humanas e outros são feitos de ligas fundidas de titânio. Especialmente na medicina odontológica, quase todas as peças fundidas dentárias testadas são feitas de titânio puro industrial e liga Ti-6Al-4V, que apresentam boa biocompatibilidade, propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Por outro lado, devido às vantagens da baixa densidade e do bom desempenho do titânio e das ligas de titânio, eles são amplamente utilizados em muitos equipamentos esportivos, como tacos de golfe, cabeças de bola, raquetes de tênis, raquetes de badminton e equipamentos de pesca. Os produtos confeccionados com eles são leves, possuem garantia de qualidade e são muito procurados pelo público. Por exemplo, a nova liga de titânio SP-700 desenvolvida pela Japan Steel Pipe Company (N104) é usada como material de superfície para cabeças de bola de golfe da série 300 da marca Taylor, que é a mais vendida no mercado global de golfe. Desde o final do século 20, as ligas fundidas de titânio formaram gradualmente a industrialização e a escala em áreas como petroquímica, aeroespacial, biomédica, indústria automotiva e esportes e lazer, desde a exploração inicial até a atual promoção e desenvolvimento vigorosos.