Come funzionano le leghe di titanio nelle valvole marine?

Le valvole marine sono il fulcro del controllo dei fluidi sulle navi, che sono legate alla sicurezza e all'economia della navigazione. Il duro ambiente marino impone requisiti rigorosi ai loro materiali. I materiali tradizionali sono soggetti a guasti e richiedono una manutenzione frequente, rendendoli incapaci di soddisfare le esigenze di sviluppo delle navi moderne.Leghe di titaniosono diventate la scelta preferita per le valvole marine di fascia alta- grazie alle loro eccellenti proprietà e i loro vantaggi applicativi sono stati verificati nelle pratiche di ingegneria navale.

 

 

 

La resistenza alla corrosione è il vantaggio principale delle valvole marine in lega di titanio. La pellicola di passivazione del biossido di titanio sulla loro superficie può isolare i mezzi corrosivi. Il tasso di corrosione dell'acqua di mare della lega di titanio Ti31 domestica è solo 1/10 di quello dell'acciaio inossidabile 316L e la sua resistenza alla corrosione è di gran lunga superiore a quella dei tradizionali metalli marini.

 

Ti31 contiene elementi come Mo e Ni, che gli conferiscono una forte resistenza alla tensocorrosione e alla corrosione interstiziale. Il suo tasso di corrosione galvanica se abbinato alle condutture delle navi è estremamente basso, consentendogli di funzionare senza complesse misure anti-corrosione. Ciò risolve completamente i problemi di perdita di corrosione e di breve durata delle valvole tradizionali.

 

 

Le valvole marine in lega di titanio possono aiutare le navi a risparmiare energia, ridurre i consumi e ottimizzare le strutture. Le leghe di titanio hanno una bassa densità ed eccellenti proprietà meccaniche. La resistenza alla trazione della lega di titanio Ti31 è doppia rispetto a quella dell'acciaio inossidabile 316L, che può adattarsi ai carichi dinamici e alle condizioni di lavoro ad alta-pressione delle valvole. A parità di condizioni di resistenza, le valvole in lega di titanio sono il 30%-40% più leggere delle valvole in acciaio inossidabile e offrono eccellenti prestazioni di supporto ad alta pressione.

 

Il design leggero offre vantaggi relativi all'intero ciclo di vita--: può ridurre il dislocamento della nave, abbassare il consumo di energia dei sistemi idraulici di circa il 10%, ridurre l'intensità di manodopera per l'installazione e lo smontaggio delle valvole, adattarsi alle esigenze di manutenzione di spazi leggeri e ristretti-delle navi e ridurre i costi operativi e di manutenzione. Le caratteristiche di elevata-resistenza delle leghe di titanio possono anche semplificare la progettazione dello spessore delle pareti della valvola e ridurre il consumo di materiale, ottenendo un miglioramento sia in termini di leggerezza che di affidabilità.

 

 

La lavorabilità delle leghe di titanio può essere ottimizzata attraverso processi tecnologici per migliorare la precisione di produzione e l'adattabilità delle valvole marine. Può soddisfare i requisiti di lavorazione di vari tipi di valvole come valvole a saracinesca e valvole a farfalla, nonché canali di flusso complessi personalizzati e strutture di tenuta. Le leghe di titanio hanno un'eccellente lavorabilità a caldo. La forgiatura a-temperatura controllata-in più fasi può affinare i grani e ottimizzare la microstruttura. La ricottura a 750 gradi per 1 ora seguita dal raffreddamento ad aria può eliminare lo stress interno, garantendo che la durezza dell'intera sezione trasversale del materiale- sia inferiore o uguale a 250HB e garantendo l'accuratezza dimensionale.

 

Per la saldatura, le leghe di titanio sono compatibili con metodi come la saldatura TIG e la saldatura al plasma. Il coefficiente di resistenza post-saldatura supera il 90% e non è richiesto alcun complesso trattamento termico post-saldatura, che può evitare difetti di saldatura e garantire le prestazioni di tenuta e la resistenza strutturale delle parti principali. Nel frattempo, la polvere di lega di titanio-MT-Ti31 a basso contenuto di ossigeno sviluppata da aziende come AVIC Metal Technology Co., Ltd. può realizzare la formatura di valvole a pareti sottili-con canali di flusso complessi attraverso la tecnologia di produzione additiva SLM, con una precisione dello spessore delle pareti che raggiunge ±0,1 mm.

 

 

Le leghe di titanio sono adatte alle complesse condizioni di lavoro delle valvole marine. Possono resistere alle basse temperature polari, alle alte temperature tropicali e alle differenze di temperatura tra il giorno-notte in mare e resistere a carichi dinamici come l'impatto e le vibrazioni dell'acqua di mare. Hanno un ampio intervallo di temperature operative, mantenendo eccellenti proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione tra -253 gradi e 550 gradi.

 

A basse temperature la loro resistenza aumenta, la tenacità è buona e non vi è alcun rischio di frattura fragile, rendendoli adatti alle navi polari. Alle alte temperature, hanno un'eccellente stabilità termica, che può soddisfare i requisiti delle valvole in condizioni di lavoro ad alta-temperatura come il raffreddamento del motore e il riscaldamento del carburante e prevenire guasti alla tenuta causati dalla deformazione termica del materiale.

 

 

Le valvole in lega di titanio presentano inoltre i vantaggi di non-magnetismo, buona resistenza sismica e proprietà anti-incrostazioni. Il non-magnetismo evita interferenze con la navigazione della nave e le apparecchiature di rilevamento. Una buona resistenza sismica riduce il rischio di allentamenti e perdite causati dalle vibrazioni. La proprietà anti-incrostazioni riduce gli interventi di pulizia e manutenzione e abbassa i costi operativi e di manutenzione.

 

La tecnologia di fusione e lavorazione delle leghe di titanio viene continuamente ottimizzata, il che migliora la resa e riduce i costi di produzione del 25%. Il prezzo dei pezzi forgiati per flange Ti31 è diminuito di quasi il 40% rispetto al 2015 e il divario di costo rispetto ai materiali tradizionali è stato notevolmente ridotto. Le navi d'altura-di grandi dimensioni e di fascia alta-di fascia alta-che adottano valvole in lega di titanio possono ottenere notevoli ritorni economici grazie alla lunga durata, al basso consumo energetico e alla minore manutenzione.

 

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