Титановые фланцы, как компоненты соединения труб, играют решающую роль в промышленных системах. Плотность титана составляет примерно 4,43-4,5 г/см³, что составляет всего 60% от плотности обычной стали. Это значительно снижает общий вес трубопроводной системы, может значительно уменьшить вес корпуса двигателя и повысить топливную эффективность. В то же время это особенно важно в таких областях, как аэрокосмическая промышленность. Например, титановые фланцы используются в гидравлических системах самолетов. Предел прочности титановых сплавов достигает более 895 МПа, а предел текучести превышает 825 МПа. Эта характеристика высокой прочности позволяет им выдерживать огромное внутреннее давление в системах трубопроводов высокого давления, не подвергаясь пластической деформации. Что еще больше хвалят в отрасли, так это коррозионная стойкость фланцев из титановых сплавов. В суровых условиях, таких как химическая и морская инженерия, титановые фланцы демонстрируют чрезвычайно высокую устойчивость к морской воде, рассолу, ионам хлора, сильным кислотам (таким как серная и азотная кислоты) и щелочным средам. Между тем, плотная оксидная пленка, образующаяся на поверхности титана, может автоматически восстанавливаться и предотвращать проникновение коррозионных сред в подложку. В системах опреснения морской воды срок службы титановых фланцев может быть более чем в десять раз больше, чем у фланцев из углеродистой стали, что делает их практически единственным выбором для таких применений.
Трехмерная модель принятия решений для выбора материала
Размерность коррозионной среды
Для сред, содержащих ионы хлора (например, морская вода и отбеливатель), предпочтительны марки TA9 (Ti-0,2Pd) или Gr7, так как их стойкость к щелевой коррозии в 10 раз выше, чем у чистого титана. В сильно восстановительных кислотных средах (например, 10% кипящая серная кислота) следует выбирать TA10 (Ti-0,3Mo-0,8Ni). Его коррозионная стойкость превышает таковую у чистого титана на три порядка. Для высококонцентрированных щелочных растворов (например, производство каустической соды) рекомендуется использовать чистый титан TA1, так как он образует защитную пленку титаната натрия в среде с pH>12
Размерность механических характеристик
Для систем высокого давления (PN≥10,0 МПа) предпочтительны поковки TC4 (Ti-6Al-4V) с пределом текучести более 825 МПа. Для низкотемпературных рабочих условий (например, системы СПГ) следует использовать сплавы с ультранизким содержанием элементов, такие как TA7 ELI или Ti5Al-2.5Sn ELI. Для обеспечения ударной вязкости при -196℃, для применений с циклической нагрузкой рекомендуется использовать кованые фланцы TA3, так как их усталостная прочность на 30% выше, чем у литых
Размерность затрат и выгод
Для обычных систем водоснабжения низкого давления можно выбрать прокатные фланцы TA2, стоимость которых составляет всего 60% от стоимости TC4. Хотя конструкция с неплотным фланцем увеличивает стоимость материалов, эффективность монтажа повышается на 40%, что делает ее особенно подходящей для предприятий с короткими окнами технического обслуживания
Выбор типов титановых фланцев
Титановый приварной фланец
Титановые приварные фланцы превосходно справляются с давлением и температурой. Идеально подходят для высокотемпературных и высоконапорных трубопроводных систем, обеспечивают надежные соединения с долговечностью.
Титановые фланцы скользящие
Скользящие фланцы - это трубные фитинги, используемые для соединения двух кусков трубы. Они обычно используются в условиях высокого давления и предназначены для надежного удержания трубы на месте, обеспечивая при этом простоту установки и снятия. Фланец имеет круглое основание с приподнятой поверхностью, соединенное с трубой с помощью винтов и болтов.
Титановый резьбовой фланец
Резьбовой фланец состоит из двух половин, которые скрепляются болтами. Одна половина имеет резьбовое соединение, а другая - соединение с ответным фланцем. Он используется для соединения труб без сварки, что делает его подходящим для систем, где требуется разборка.
Титановый плоский приварной фланец
Плоский приварной титановый фланец является наиболее распространенным типом фланца, они изготавливаются из чистого титана или титанового сплава. Плоский приварной титановый фланец обычно используется для вставки трубы во внутреннее отверстие фланца в нужное положение, а затем нахлесточной сварки. Типы уплотнительных поверхностей плоского приварного титанового фланца включают плоские и приподнятые панели плоских сварных фланцев. Обычно относится к отверстию нескольких крепежных отверстий по периметру дискообразного металлического корпуса, которые часто используются для соединения других вещей. Титановые фланцы используются парами, и болты соединяют два фланца.
Титановые фланцы, обладая уникальными комплексными характеристиками, играют незаменимую роль во всех ключевых областях современной промышленности. От суровых коррозионных условий глубокого моря до экстремальных температурных условий в космосе, от требований биосовместимости внутри человеческого тела до сценариев высокой радиации ядерных реакторов, титановые фланцы продемонстрировали выдающуюся адаптируемость и надежность.
