Застосування титанового сплаву в арматурній промисловості

Титановий сплав має багато переваг, таких як низька щільність, висока міцність, корозійна стійкість, стійкість до високих і низьких температур, і може широко використовуватися в багатьох галузях, таких як нафтова промисловість, хімічна промисловість, морське середовище, біомедицина, аерокосмічна промисловість, автомобільна промисловість і кораблі. . Литий титановий сплав отримують шляхом лиття титанового сплаву в бажану форму, серед яких сплав ZTC4 (Ti-6Al-4V) є найбільш широко використовуваним, зі стабільною продуктивністю процесу, хорошою міцністю та в'язкістю до руйнування (нижче 350 ℃).

Будучи основним компонентом керування різними спеціальними середовищами та спеціальними системами трубопровідного транспортування рідини, клапани стали важливим компонентом багатьох устаткування у виробництві, і можна сказати, що будь-яка галузь не може обійтися без клапанів. Через різні вимоги до навколишнього середовища, температури та середовища в різних сферах вибір матеріалу клапана є особливо важливим і широко цінується. Клапани на основі титанових сплавів і литих титанових сплавів мають широкі перспективи в області арматури завдяки своїй чудовій стійкості до корозії, високим і низьким температурам і високій міцності.

Додатки

- Морський
Робоче середовище системи трубопроводів морської води є надзвичайно суворим, і продуктивність морських клапанів безпосередньо впливає на безпеку та загальну продуктивність системи трубопроводів. Ще в 1960-х роках Росія почала дослідження титанових сплавів для кораблів і згодом розробила їх для морського використання. β Титановий сплав широко використовується в системах трубопроводів військових кораблів, включаючи прохідні клапани, зворотні клапани та кульові крани з широким спектром типів і велика кількість додатків; У той же час титанові клапани також використовувалися в системах трубопроводів цивільних суден. Порівняно з раніше використовуваними мідними сплавами, сталлю тощо, подальші дренажні випробування також показали, що використання литих титанових сплавів має високу надійність у багатьох аспектах, таких як міцність конструкції та стійкість до корозії, а термін служби значно подовжений, починаючи з оригінальні 2-5 років до більш ніж удвічі, що привернуло широку увагу всіх. Трьох ексцентричних поворотних клапанів, поставлених Китайським дослідницьким інститутом суднобудування 725 у Лояні, Китай, для певної моделі корабля є зміною попередньої схеми вибору матеріалів та конструкції, використовуючи Ti80 та інші матеріали як основний корпус, подовжуючи термін служби корабля. клапану понад 25 років, покращуючи надійність і практичність застосування клапанної продукції та заповнюючи технічний недолік у Китаї.

- Аерокосмічна
У галузі аерокосмічної промисловості литі титанові сплави також показують хороші результати завдяки своїй чудовій термостійкості та міцності. Також у 1960-х роках American Airlines вперше спробувала титанові виливки. Після періоду досліджень виливки з титанового сплаву офіційно застосовуються в літаках з 1972 року (Boeing 757, 767, 777 тощо). Було використано не тільки велику кількість статичних структурних виливків із титанового сплаву, але вони також використовувалися в критичних положеннях, таких як управління клапаном у критичних системах трубопроводів. Зазвичай використовувані клапани включають запобіжні клапани, зворотні клапани тощо, які зменшили витрати на виробництво літаків і підвищили безпеку та надійність. Тим часом, завдяки відносно невеликій щільності та вазі титанового сплаву порівняно з іншими сплавами, що становить лише близько 60% Так само міцна сталь, її широке застосування може сприяти неухильному руху літаків у напрямку високої міцності та легкої ваги. В даний час аерокосмічні клапани в основному використовуються в багатьох системах керування, таких як пневматичні, гідравлічні, паливні та мастильні, і більше підходять для середовищ із стійкістю до корозії та високими температурами навколишнього середовища. Вони є одними з найважливіших компонентів аерокосмічних апаратів, двигунів та інших підрозділів. Традиційні клапани часто вимагають поетапної заміни і можуть навіть не відповідати попиту. У той же час, із швидким розширенням ринку аерокосмічної арматури, титанові клапани також займають все більшу частку завдяки їхнім чудовим характеристикам.

- Хімічна промисловість
Хімічні клапани зазвичай використовуються в суворих умовах, таких як висока температура, високий тиск, стійкість до корозії та велика різниця тиску. Тому вибір відповідних матеріалів має вирішальне значення для застосування клапанної хімічної промисловості. На ранній стадії в основному вибирають вуглецеву сталь, нержавіючу сталь та інші матеріали, і після використання може виникнути корозія, що вимагає заміни та обслуговування. З постійним розвитком технології лиття титанового сплаву та поступовим відкриттям його чудових характеристик титанові клапани також з’явилися в очах людей. Взявши як приклад установку виробництва очищеної терефталевої кислоти (PTA) у промисловості хімічного волокна, робочим середовищем є в основному оцтова кислота та бромистоводородна кислота, яка має сильну корозійну активність. Необхідно використовувати близько 8000 клапанів, включаючи прохідні та кульові крани, різноманітних типів і у великій кількості. Тому титанові клапани стали хорошим вибором, що підвищує надійність і безпеку використання. Загалом, через корозійну активність сечовини, клапани на виході та вході вежі синтезу сечовини можуть відповідати терміну служби 1 рік і вже досягли вимог до використання. Такі підприємства, як Shanxi Lvliang Fertilizer Plant, Shandong Tengzhou Fertilizer Plant і Henan Lingbao Fertilizer Plant, робили кілька спроб і зрештою вибрали зворотні клапани високого тиску з титановим клапаном H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 та ізоляцію. запірна арматура BJ45WA-25R-100, 125 та ін. для імпортних башт синтезу сечовини, з терміном служби більше 2 років, що демонструє гарну корозійну стійкість [9], зменшує частоту та вартість заміни арматури.

Застосування литого титанового сплаву на ринку арматури не обмежується вищезгаданими галузями промисловості, але є хороший розвиток і в інших аспектах. Наприклад, новий литий титановий сплав Ti-33,5Al-1Nb-0,5Cr-0,5Si, розроблений у Японії, має багато переваг, таких як низька щільність, висока міцність на повзучість і хороша зносостійкість. При використанні в задньому випускному клапані автомобільних двигунів це може покращити безпеку двигуна та подовжити термін його служби.

- Інші галузі
Порівняно із застосуванням литих титанових сплавів у арматурній промисловості, інші сфери застосування литих титанових сплавів більш широкі. Титан і титанові сплави мають чудову стійкість до корозії, що має велике значення для галузей промисловості з корозійними вимогами, таких як нафтохімічна промисловість. У цих галузях багато великого обладнання, яке вимагає промислового виробництва, наприклад об’ємні насоси, теплообмінники, компресори та реактори, використовуватимуть корозійностійкі титанові лиття, які мають найбільший ринковий попит. У галузі медицини, оскільки титан є всесвітньо визнаним безпечним, нетоксичним металом і не містить важких металів, багато допоміжних медичних пристроїв, людських протезів тощо виготовляють із литих титанових сплавів. Особливо в стоматологічній медицині майже всі стоматологічні відливки, які були випробувані, виготовлені з промислового чистого титану та сплаву Ti-6Al-4V, які мають хорошу біосумісність, механічні властивості та стійкість до корозії. З іншого боку, завдяки низькій щільності та хорошим характеристикам титану та титанових сплавів вони широко використовуються в багатьох спортивних спорядженнях, таких як ключки для гольфу, м’ячі, тенісні ракетки, ракетки для бадмінтону та рибальські снасті. Вироби з них легкі, мають гарантію якості і користуються великою популярністю серед населення. Наприклад, новий титановий сплав SP-700, розроблений Japan Steel Pipe Company (N104), використовується як поверхневий матеріал для голівок м’ячів для гольфу серії 300 бренду Taylor, які є бестселерами на світовому ринку гольфу. З кінця 20-го століття литі титанові сплави поступово індустріалізувалися та набули масштабів у таких галузях, як нафтохімія, аерокосмічна промисловість, біомедицина, автомобільна промисловість, спорт і відпочинок, від початкових досліджень до нинішнього енергійного просування та розвитку.