鈦是一種重要的結構金屬,同其他金屬材料相比,鈦有兩大顯著特點:比強度高和耐蝕性好。而閥門用材主要考慮的不是材料的力學性能,而是耐蝕性,因此鈦及鈦合金成為了不可或缺的閥門用材之一。
鈦的耐腐蝕性之所以優異,是因為鈦的化學性質非常活潑,極易與空氣中的氧發生反應,在表面生成一層致密的氧化膜。這層氧化膜十分穩定,且較難溶解,即使遭到破壞,只要有充足的氧就能自行修復重新生成氧化膜,抵抗多種腐蝕性介質的侵蝕,可解決不銹鋼、銅或鋁制閥門難以解決的腐蝕問題。
鈦及鈦合金閥門(以下簡稱鈦閥)主要有以下特點:
鈦閥不僅耐蝕性好,而且重量輕,機械強度高。
鈦閥在大氣、淡水、海水、高溫水蒸氣中幾乎不腐蝕。
鈦閥在王水、氯水、次氯酸、濕氯氣等介質中有很好的耐腐蝕性。
鈦閥在堿性介質中也非常耐腐蝕。
鈦閥抗氯離子(CI)能力非常強,具有優良的抗氯離子耐蝕性能。
鈦閥在有機酸中的耐蝕性視酸的還原性或氧化性大小而定。
鈦閥門在還原性酸中的耐蝕性,視介質是否有緩蝕劑而定。
鈦制閥門的應用
1、航空航天領域
鈦及鈦合金的高比強度、耐蝕性為其在航空航天領域的應用提供了廣大的空間,僅就閥門種類而言,在飛機上的各種管路中都大量使用了鈦閥,種類涉及調節閥、 截止閥、止回閥、針型閥、旋塞閥、球閥、蝶閥等,用于閥門的鈦材以純鈦和鈦合金Ti-6Al-4V較為普遍。
2、化工領域
在氯堿項目、制鹽業、合成氨項目、乙烯項目、硝酸項目、醋酸項目等涉及強腐蝕介質和環境的項目中,普通金屬如不銹鋼、銅、鋁等的耐蝕性難以滿足使用要求,必須使用耐蝕性更優良的鈦合金,其介質輸送管路中的控制和調節部位必須大量使用鈦閥。
3、艦船領域
俄羅斯是世界上最早開發艦船用鈦合金、研究蕞為深入的國家之一,20世紀60-80年代,俄羅斯生產了一系列的攻擊型潛艇,其中包括鈦合金使用量達3000t 的“阿爾法”級潛艇和用鈦量達9000t 的“臺風”級潛艇,其海水系統中應用了大量鈦合金管路及鈦合金閥門。
4、核電領域
由于核電站均建于海岸沿線,鈦閥由于其優良的耐海水腐蝕性能在核電工程中用量巨大,種類涉及安全閥、減壓閥、截止閥、隔膜閥、球閥等。
除此之外,鈦閥作為一種特殊介質及環境下的流體控制必需品,在造紙工業、食品及醫藥制造等領域的應用也很普遍,未來市場十分廣闊。
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