Aplikasi Aloi Titanium dalam Industri Injap

Aloi titanium mempunyai banyak kelebihan seperti ketumpatan rendah, kekuatan tinggi, rintangan kakisan, rintangan suhu tinggi dan suhu rendah, dan boleh digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti petroleum, industri kimia, persekitaran marin, bioperubatan, aeroangkasa, industri automotif, dan kapal. Aloi titanium tuang diperoleh dengan menuang aloi titanium ke dalam bentuk yang diingini, antaranya aloi ZTC4 (Ti-6Al-4V) adalah yang paling banyak digunakan, dengan prestasi proses yang stabil, kekuatan yang baik dan ketahanan patah (di bawah 350 ℃).

Sebagai komponen kawalan utama pelbagai persekitaran khas dan sistem pengangkutan saluran paip medium bendalir khas, injap telah menjadi komponen penting bagi banyak peralatan dalam pengeluaran, dan boleh dikatakan bahawa mana-mana industri tidak boleh hidup tanpa injap. Disebabkan oleh keperluan persekitaran, suhu dan medium yang berbeza dalam bidang yang berbeza, pemilihan bahan injap amat penting dan dinilai secara meluas. Injap berasaskan aloi titanium dan aloi titanium tuang mempunyai prospek yang luas dalam bidang injap kerana rintangan kakisan yang sangat baik, prestasi suhu tinggi dan rendah, dan kekuatan yang tinggi.

Aplikasi

- Marin
Persekitaran kerja sistem saluran paip air laut sangat keras, dan prestasi injap marin secara langsung mempengaruhi keselamatan dan prestasi keseluruhan sistem saluran paip. Seawal tahun 1960-an, Rusia memulakan penyelidikan mengenai aloi titanium untuk kapal dan seterusnya membangunkannya untuk kegunaan marin. Aloi titanium β digunakan secara meluas dalam sistem saluran paip kapal tentera, termasuk injap glob, injap sehala, dan injap bola, dengan pelbagai jenis dan sebilangan besar aplikasi; Pada masa yang sama, injap titanium juga telah digunakan dalam sistem saluran paip kapal awam. Berbanding dengan aloi kuprum, keluli, dan sebagainya yang digunakan sebelum ini, ujian saliran berikutnya juga menunjukkan bahawa penggunaan aloi titanium tuang mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi dalam banyak aspek seperti kekuatan struktur dan rintangan kakisan, dan jangka hayatnya telah diperpanjang dengan ketara, dari 2-5 tahun asal kepada lebih daripada dua kali ganda, yang telah menarik perhatian meluas daripada semua orang. Injap rama-rama tiga eksentrik yang dibekalkan oleh Institut Penyelidikan Pembinaan Kapal China 725 di Luoyang, China untuk model kapal tertentu merupakan perubahan dalam skema pemilihan dan reka bentuk bahan sebelumnya, menggunakan Ti80 dan bahan lain sebagai badan utama, memanjangkan hayat perkhidmatan injap kepada lebih 25 tahun, meningkatkan kebolehpercayaan dan praktikaliti aplikasi produk injap, dan mengisi jurang teknikal di China.

- Aeroangkasa
Dalam bidang aeroangkasa, aloi titanium tuang juga berprestasi baik, berkat rintangan haba dan kekuatannya yang sangat baik. Ia juga pada tahun 1960-an bahawa American Airlines pertama kali mencuba tuangan titanium. Selepas tempoh penyelidikan, tuangan aloi titanium telah digunakan secara rasmi dalam pesawat sejak tahun 1972 (Boeing 757, 767, dan 777, dll.). Bukan sahaja sebilangan besar tuangan aloi titanium struktur statik telah digunakan, tetapi ia juga telah digunakan dalam kedudukan kritikal, seperti kawalan injap dalam sistem saluran paip kritikal. Injap yang biasa digunakan termasuk injap keselamatan, injap sehala, dll., yang telah mengurangkan kos pembuatan pesawat dan meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan. Sementara itu, disebabkan oleh ketumpatan dan berat aloi titanium yang agak kecil berbanding aloi lain, iaitu hanya kira-kira 60% daripada keluli kekuatan yang sama, aplikasinya yang meluas dapat menggalakkan pesawat untuk bergerak secara stabil ke arah kekuatan tinggi dan ringan. Pada masa ini, injap aeroangkasa terutamanya digunakan dalam banyak sistem kawalan seperti pneumatik, hidraulik, bahan api dan pelinciran, dan lebih sesuai untuk persekitaran dengan rintangan kakisan dan suhu persekitaran yang tinggi. Ia merupakan salah satu komponen penting dalam kenderaan aeroangkasa, enjin dan jabatan lain. Injap tradisional sering memerlukan penggantian berperingkat, dan mungkin tidak dapat memenuhi permintaan. Pada masa yang sama, dengan perkembangan pesat pasaran injap aeroangkasa, injap titanium juga menduduki bahagian yang semakin meningkat disebabkan oleh prestasi unggulnya.

- Industri Kimia
Injap kimia biasanya digunakan dalam persekitaran yang keras seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, rintangan kakisan, dan perbezaan tekanan yang besar. Oleh itu, pemilihan bahan yang sesuai adalah penting untuk aplikasi industri kimia injap. Pada peringkat awal, keluli karbon, keluli tahan karat, dan bahan lain dipilih terutamanya, dan kakisan mungkin berlaku selepas penggunaan, memerlukan penggantian dan penyelenggaraan. Dengan perkembangan berterusan teknologi aloi titanium tuangan dan prestasi unggulnya yang semakin meningkat, injap titanium juga telah muncul di mata orang ramai. Mengambil unit pengeluaran asid tereftalat tulen (PTA) dalam industri gentian kimia sebagai contoh, medium kerja terutamanya asid asetik dan asid hidrobromik, yang mempunyai kekakis yang kuat. Hampir 8000 injap, termasuk injap glob dan injap bola, perlu digunakan, dengan pelbagai jenis dan bilangan yang besar. Oleh itu, injap titanium telah menjadi pilihan yang baik, meningkatkan kebolehpercayaan dan keselamatan penggunaan. Secara amnya, disebabkan oleh kekakis urea, injap di saluran keluar dan saluran masuk menara sintesis urea boleh memenuhi jangka hayat perkhidmatan selama 1 tahun dan telah mencapai keperluan penggunaan. Perusahaan seperti Loji Baja Shanxi Lvliang, Loji Baja Shandong Tengzhou, dan Loji Baja Henan Lingbao telah membuat pelbagai percubaan dan akhirnya memilih injap sehala tekanan tinggi injap titanium H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80, dan injap penahan penebat BJ45WA-25R-100, 125, dan sebagainya untuk import menara sintesis urea, dengan jangka hayat lebih daripada 2 tahun, menunjukkan rintangan kakisan yang baik [9], mengurangkan kekerapan dan kos penggantian injap.

Penggunaan aloi titanium tuang dalam pasaran injap tidak terhad kepada industri yang dinyatakan di atas, tetapi terdapat perkembangan yang baik dalam aspek lain. Contohnya, aloi titanium tuang baharu Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si yang dibangunkan di Jepun mempunyai banyak kelebihan seperti ketumpatan rendah, kekuatan rayapan yang tinggi, dan rintangan haus yang baik. Apabila digunakan dalam injap ekzos belakang enjin automotif, ia boleh meningkatkan prestasi keselamatan enjin dan memanjangkan hayat perkhidmatannya.

- Industri Lain
Berbanding dengan aplikasi aloi titanium tuang dalam industri injap, aplikasi aloi titanium tuang yang lain adalah lebih meluas. Aloi titanium dan titanium mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, yang sangat penting untuk industri yang mempunyai keperluan menghakis seperti industri petrokimia. Dalam industri ini, banyak peralatan besar yang memerlukan pengeluaran perindustrian seperti pam volumetrik, penukar haba, pemampat dan reaktor akan menggunakan tuangan titanium tahan kakisan, yang mempunyai permintaan pasaran terbesar. Dalam bidang perubatan, disebabkan titanium merupakan logam yang selamat, tidak toksik dan bebas logam berat yang diiktiraf di seluruh dunia, banyak alat bantuan perubatan, prostesis manusia dan lain-lain diperbuat daripada aloi titanium tuang. Terutamanya dalam perubatan pergigian, hampir semua tuangan pergigian yang telah dicuba diperbuat daripada titanium tulen perindustrian dan aloi Ti-6Al-4V, yang mempunyai biokeserasian, sifat mekanikal dan rintangan kakisan yang baik. Sebaliknya, disebabkan oleh kelebihan ketumpatan rendah dan prestasi titanium dan aloi titanium yang baik, ia digunakan secara meluas dalam banyak peralatan sukan seperti kelab golf, kepala bola, raket tenis, raket badminton dan peralatan memancing. Produk yang diperbuat daripadanya ringan, mempunyai jaminan kualiti, dan sangat popular dalam kalangan orang ramai. Contohnya, aloi titanium baharu SP-700 yang dibangunkan oleh Japan Steel Pipe Company (N104) digunakan sebagai bahan permukaan untuk kepala bola golf siri 300 jenama Taylor, yang paling laris di pasaran golf global. Sejak akhir abad ke-20, aloi titanium tuangan telah secara beransur-ansur membentuk perindustrian dan skala dalam bidang seperti petrokimia, aeroangkasa, bioperubatan, industri automotif, dan sukan dan riadah, daripada penerokaan awal hingga promosi dan pembangunan yang giat semasa.