Manual técnico da válvula borboleta de liga de titânio Lotoke

Titanium equipment is often used in severe corrosive environments encountered in the chemical processing industries.Titanium has been considered an exotic "wonder metal" by many. This was particularly true in reference to castings.However, increasing demands and rapidly advancing technology have permitted titanium castings to be commercially available at an economical cost. The combination of its cost, strength, corrosion resistance, and service life in very demanding corrosive environments suggest its selection in applications where titanium castings have never been considered in the past.

As peças fundidas de titânio podem ser usinadas tão prontamente quanto os aços inoxidáveis, seguindo práticas e procedimentos bem estabelecidos. O titânio é menos propenso ao encruamento do que os aços inoxidáveis ​​austeníticos, mas tem baixa condutividade térmica, resultando em temperaturas mais altas na aresta de corte da ferramenta. Consequentemente, a vida útil da ferramenta é relativamente curta. O conhecimento básico e a compreensão dos procedimentos de usinagem combinados com um pouco de prática fornecerão resultados satisfatórios. Deve-se tomar cuidado para minimizar cavacos muito finos, pois são pirofóricos (ou seja, podem inflamar-se espontaneamente na presença de ar).

Anyone capable of welding stainless steels can weld titanium as long as certain precautions are observed. These include: an inert gas welding process; protection from the atmosphere; and non-coated electrodes. Titanium, being a reactive metal, has an extremely high affinity for oxygen and nitrogen (it acts as a blotter for these elements) and absorption of even small quantities of these elements will embrittle a weld severely. Though titanium is easily welded, the "secret" of welding is cleanliness and ingenuity exercised in protecting the weldment from the atmosphere. A guide to indicate the acceptability of a titanium weldment is its color. A silvery appearance is indicative of a well protected, ductile weldment; a straw or light yellow through light blue color signals a slight amount of contamination, but normally an insufficient quantity to be damaging; and a dark blue through purple or the formation of a white powdery substance indicates contamination to the extent of serious embrittlement.

O titânio CP é facilmente soldável usando processos GTAW (gás tungstênio arco de soldagem) ou TIG (tungstênio inerte gás) se a proteção adequada for fornecida usando gás inerte puro (argônio ou hélio). Recomenda-se o uso de uma blindagem de arrasto. O titânio deve estar livre de óleo, graxa ou outra contaminação antes da soldagem. Pré-aquecimento ou pós-aquecimento não são necessários. Soldagem por fricção, soldagem a laser, soldagem por resistência, soldagem por arco de plasma, soldagem por feixe de elétrons e colagem por difusão também podem ser usadas.

O titânio comercialmente puro tem uma resistência à tração que varia de 275 a 590 MPa, e essa resistência é controlada principalmente pelo teor de oxigênio e teor de ferro. Quanto maior o teor de oxigênio e ferro, maior a força. Atualmente, estamos produzindo várias ligas de titânio, desde Ti-3A1-2,5V com resistência à tração de 620 MPa, até Ti-15Mo-5Zr-3AI ​​com resistência à tração de 1250 MPa.

(Tensile strengths listed above are TIPBV's specified minimum values.)Fig.1 shows the tensile strength and yield strength of commercially pure titanium and various titanium alloys and Table 1 shows the tensile characteristics of commercially pure titanium and representative titanium alloys. The specific strength of titanium alloy is superior to other metallic materials in the temperature range up to 600ûC. (Fig. 2)

Commercially pure titanium is stable for use in the temperature range up to approximately 300ûC due to its specific strength, creep resistance, and other properties. On the other hand, titanium alloys exhibit high strength in the temperature range up to approximately 500ûC. (Fig. 3)

Nem o titânio comercialmente puro nem as ligas de titânio se tornam quebradiças mesmo em temperaturas extremamente baixas. Em particular, titânio comercialmente puro e Ti-5A1-2,5Sn EL1 podem ser usados ​​mesmo a 4,2 K (-269 graus). (Fig. 4)

A resistência à fadiga (107 ciclos) é aproximadamente equivalente a 50% da resistência à tração, e a soldagem não causa um declínio significativo na resistência à fadiga. (Figs. 5 e 6) Além disso, mesmo na água do mar, tanto o titânio comercialmente puro quanto as ligas de titânio apresentam quase nenhum declínio na resistência à fadiga.

A tenacidade à fratura das ligas de titânio varia de 28 a 108MPa.m1/2 e está em correlação negativa com o limite de escoamento à tração. A tenacidade à fratura depende da microestrutura e, portanto, a tenacidade à fratura é maior em materiais com estruturas aciculares.

O titânio é facilmente formado à temperatura ambiente, usando técnicas e equipamentos adequados para o aço. Quando os parâmetros corretos são estabelecidos, tolerâncias semelhantes às atingíveis com aço inoxidável são possíveis com titânio e suas ligas. Três fatores tornam a conformação do titânio um pouco diferente da conformação de outros metais.

1. A ductilidade à temperatura ambiente do titânio, medida pelo alongamento uniforme, pode ser menor do que a de outros metais estruturais comuns. Isso significa que o titânio pode exigir raios de curvatura mais generosos e tem menor conformabilidade de estiramento.

2. O módulo de elasticidade do titânio é cerca de metade do do aço. Isso causa um retorno significativo após a formação do titânio, para o qual a compensação deve ser feita.

3. A tendência ao desgaste do titânio é maior do que a do aço inoxidável. Isso requer muita atenção à lubrificação em qualquer operação de conformação em que o titânio esteja em contato (particularmente em contato móvel) com matrizes de metal ou outros equipamentos de conformação.

Os vários graus de titânio não ligado da ATI apresentam diferenças na formabilidade. Os graus 1, 11 e 17 de titânio, que são os graus mais macios e dúcteis, exibem a maior conformabilidade. As resistências ligeiramente maiores do titânio Graus 2, 7 e 16 ainda são bastante moldáveis, mas menos do que as Graus 1, 11 ou 17. A maior resistência do titânio Grau 4 o torna a menos moldável das ligas de titânio CP.

Normalmente, as superfícies de titânio são aceitáveis ​​para operações de conformação recebidas do moinho. Goivas e outras marcas superficiais introduzidas durante o manuseio devem ser removidas com lixa. Para evitar rachaduras nas bordas, as bordas rebarbas e afiadas devem ser lixadas antes da moldagem.

Corrosão Geral

O titânio tem excelente resistência à corrosão em uma ampla variedade de ambientes, incluindo água do mar, salmoura, sais inorgânicos, alvejantes, cloro úmido, soluções alcalinas, ácidos oxidantes e ácidos orgânicos. O titânio é incompatível com fluoretos, ácidos redutores fortes, soluções cáusticas muito fortes e cloro anidro. Devido à sua combustibilidade, o titânio é resistente à corrosão-Titânio resistente não adequado para serviço de oxigênio puro. O titânio não libera íons tóxicos em soluções aquosas, ajudando assim a prevenir a poluição.

Corrosão intersticial

O titânio tem excelente resistência à corrosão em frestas em soluções salinas e geralmente supera os aços inoxidáveis. Titânio CP não ligado (graus 1, 2, 3 e 4) normalmente não sofre corrosão em frestas em temperaturas abaixo de 80 graus (175 graus F) em qualquer pH. Titânio CP com liga de paládio (graus 7, 11, 16 e 17) são mais resistentes e normalmente não sofrem corrosão em frestas em temperaturas abaixo de 250 graus (480 graus F) em pH maior que 1.

Corrosão microbiologicamente influenciada (MIC)

O titânio parece ser imune à MIC. Eles sofrem bioincrustação, mas isso pode ser controlado por cloração (que não prejudica o titânio).

Corrosão galvânica

Embora seja um metal reativo, devido à extrema estabilidade do filme passivo que se forma em sua superfície, o titânio apresenta tipicamente um comportamento nobre. Assim, funciona como o cátodo quando acoplado a outros metais. O titânio não é afetado pela corrosão galvânica, mas pode acelerar a corrosão de outros metais.

Rachadura por corrosão sob tensão

O titânio tem excelente resistência à corrosão sob tensão em soluções de sal de cloreto quente.

Erosão Corrosão

O titânio apresenta excelente resistência ao fluxo-induzido e à corrosão por erosão em velocidades acima de 40 m/s.

Fragilização por hidrogênio

O titânio é suscetível à fragilização por hidrogênio em algumas circunstâncias. Geralmente, isso é um problema menor para ligas de titânio grau 1 e grau 2 de baixa- resistência do que para ligas de titânio de alta resistência. A absorção de hidrogênio pelo titânio normalmente ocorre quando a temperatura está acima de 80 graus (175 graus F), e o titânio é galvanicamente acoplado a um metal ativo ou a uma corrente impressa ou o pH é menor que 3 ou maior que 12.

As aplicações para resistência à corrosão usam normalmente CP-Ti (ASTMGgrades 1, 2, 3, 4), que são bons materiais resistentes à corrosão, mas de baixa resistência. Eles são usados ​​em tanques, trocadores de calor, vasos de reatores, etc., respectivamente para usinas de-processamento químico, dessalinização e geração de energia. Para algumas aplicações de corrosão, os graus ASTM 7, 8 e 11 são usados. Na área da medicina, o grau 2 geralmente é usado em aplicações de baixa{10}}força, enquanto o grau 5 (Ti-6Al-4V) é empregado geralmente em aplicações que exigem maior resistência.

As aplicações para alto-desempenho de resistência usam ligas de titânio de alta-resistência, como Ti-6Al-4V, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6Al- 6V-2Sn, Ti-10V-2Fe-3Al, entre outras, mas a liga Ti-6Al-4V é única porque reúne um conjunto de propriedades interessantes, boa trabalhabilidade e experiência de produção, e alta disponibilidade comercial. no padrão com o qual outras ligas devem ser comparadas ao selecionar ligas de titânio para aplicações específicas.

Transferência de calor

Uma das principais aplicações industriais do titânio é em aplicações de transferência de calor para as quais o meio de resfriamento é água do mar, água salobra ou água poluída. Condensadores de titânio, trocadores de calor casco e tubo e trocadores de calor de placas e estruturas são amplamente utilizados em usinas de energia, refinarias, sistemas de ar condicionado, plantas químicas, plataformas offshore, navios de superfície e submarinos.

Milhões de pés de tubos de titânio soldados estão em serviço de condensador de usinas de energia e não houve falhas relatadas devido à corrosão no lado da água de resfriamento.

DSA-Ânodos dimensionais estáveis

As propriedades eletroquímicas únicas do titânio DSA o tornam a unidade com maior eficiência energética para a produção de cloro, clorato e hipoclorito.

Dessalinização

Sua excelente resistência à corrosão, erosão e alta eficiência de condensação tornam o titânio o material -econômico e confiável para segmentos críticos de usinas de dessalinização. O aumento do uso de tubos soldados de paredes muito finas torna o titânio competitivo com o cobre-níquel.

Extração e Eletro-Ganho de Metais

A extração hidrometalúrgica de metais de minérios em reatores de titânio é uma alternativa ecológica aos processos de fundição. Vida útil estendida, maior eficiência energética e maior pureza do produto são fatores que promovem o uso de eletrodos de titânio na eletro-refinação e eletro{1}}refinação de metais como cobre, ouro, manganês e dióxido de manganês.

Médico

O titânio é amplamente utilizado para implantes, dispositivos cirúrgicos, estojos de marcapasso e centrífugas. O titânio é o mais biocompatível de todos os metais devido à sua resistência ao ataque de fluidos corporais, sua alta resistência e seu baixo módulo.

Processamento de Hidrocarbonetos

A necessidade de maior vida útil do equipamento, juntamente com requisitos de menor tempo de inatividade e manutenção, favorecem o uso de titânio em trocadores de calor, vasos, colunas e sistemas de tubulação em refinarias, plantas de GNL e plataformas offshore. O titânio é imune a ataques gerais e corrosão sob tensão por hidrocarbonetos, sulfeto de hidrogênio, salmouras e dióxido de carbono.

Aplicações marítimas

Devido à alta tenacidade, alta resistência e excepcional resistência à erosão/corrosão, o titânio está sendo usado atualmente para válvulas de esfera submarinas, bombas de incêndio, trocadores de calor, peças fundidas, material de casco para submersíveis em alto mar, sistemas de propulsão a jato de água, sistemas de refrigeração e tubulação a bordo.

Processamento Químico

Vasos de titânio, trocadores de calor, tanques, agitadores, resfriadores e sistemas de tubulação são utilizados no processamento de compostos agressivos, como ácido nítrico, ácidos orgânicos, dióxido de cloro, ácidos redutores inibidos e sulfeto de hidrogênio.

Aplicações estruturais/arquitetônicas

Titanium's use as an architectural material is rapidly gaining worldwide acceptance. Its corrosion resistance, light weight, strength, durability, soft metallic appearance, and almost unlimited life span give titanium a cost-effective edge over other materials. Typical areas include roofs, ceilings, exterior wall panels, sculptures and monuments.

Válvula Borboleta Faixa de Produção Padrão
	ANSI Classe 150	ANSI Classe 300	ANSI Classe 600
Classificação-psi	285	740	1440
Classificação-Barra	20	50	100
Tamanho-Polegadas	2-60	2-48	2-24
Tamanho-mm	DN50-DN1500	DN50-DN1200	DN50-DN600
TESTE Teste	API 598
Especificação Cara a Cara	ANSI B16.10 / API 609 / MSS-SP-68 / ISO 5752
Especificações do Flange Final	ASME B16.5: Classe 150, 300, 600 DIN ISO PN10, PN16, PN25, PN40
Conexão	Wafer, Lugged, Duplo Flangeado
Atuador-Manual	Alavanca, Operador de Engrenagem Sem-fim
Atuador-Automático	Motor Elétrico, Pneumático de Dupla Ação, Retorno Pneumático por Mola

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