كيف تعمل سبائك التيتانيوم في الصمامات البحرية؟

تعتبر الصمامات البحرية جوهر التحكم في السوائل في السفن، وهي تتعلق بسلامة الملاحة والاقتصاد. تفرض البيئة البحرية القاسية متطلبات صارمة على موادها. المواد التقليدية عرضة للفشل وتتطلب صيانة متكررة، مما يجعلها غير قادرة على تلبية احتياجات تطوير السفن الحديثة.سبائك التيتانيومأصبحت الخيار المفضل للصمامات البحرية-المتطورة نظرًا لخصائصها الممتازة، وتم التحقق من مزايا تطبيقها في ممارسات الهندسة البحرية.

 

 

 

مقاومة التآكل هي الميزة الأساسية للصمامات البحرية المصنوعة من سبائك التيتانيوم. يمكن لفيلم تخميل ثاني أكسيد التيتانيوم الموجود على سطحها أن يعزل الوسائط المسببة للتآكل. معدل التآكل بمياه البحر لسبائك التيتانيوم Ti31 المحلية هو 1/10 فقط من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، ومقاومتها للتآكل أعلى بكثير من المعادن البحرية التقليدية.

 

يحتوي Ti31 على عناصر مثل Mo وNi، مما يمنحه مقاومة قوية للتآكل الناتج عن الإجهاد وتآكل الشقوق. إن معدل التآكل الجلفاني عند مطابقته لخطوط أنابيب السفن منخفض للغاية، مما يمكنه من العمل بدون إجراءات معقدة ضد-التآكل. وهذا يحل تمامًا مشاكل تسرب التآكل وقصر عمر الخدمة للصمامات التقليدية.

 

 

يمكن للصمامات البحرية المصنوعة من سبائك التيتانيوم أن تساعد السفن على توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك وتحسين الهياكل. تتميز سبائك التيتانيوم بكثافة منخفضة وخصائص ميكانيكية ممتازة. تبلغ قوة الشد لسبائك التيتانيوم Ti31 ضعف قوة الشد للفولاذ المقاوم للصدأ 316L، والذي يمكن أن يتكيف مع الأحمال الديناميكية وظروف عمل الضغط العالي للصمامات. تحت نفس ظروف القوة، تكون صمامات سبائك التيتانيوم أخف بنسبة 30%-40% من الصمامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وتتمتع بأداء ممتاز لتحمل الضغط العالي.

 

يوفر التصميم خفيف الوزن مزايا دورة الحياة-الكاملة-: حيث يمكنه تقليل إزاحة السفينة، وتقليل استهلاك الطاقة للأنظمة الهيدروليكية بنسبة 10% تقريبًا، وتقليل كثافة اليد العاملة في تركيب الصمامات وتفكيكها، والتكيف مع احتياجات صيانة السفن ذات المساحة الخفيفة والضيقة-، وتقليل تكاليف التشغيل والصيانة. يمكن أيضًا أن تعمل خاصية القوة العالية- لسبائك التيتانيوم على تبسيط تصميم سمك جدار الصمام وتقليل استهلاك المواد، مما يؤدي إلى تحسين الوزن الخفيف والموثوقية.

 

 

يمكن تحسين إمكانية تصنيع سبائك التيتانيوم من خلال العمليات التكنولوجية لتحسين دقة التصنيع والقدرة على التكيف للصمامات البحرية. يمكنها تلبية متطلبات المعالجة لأنواع مختلفة من الصمامات مثل صمامات البوابة وصمامات الفراشة، بالإضافة إلى قنوات التدفق المعقدة المخصصة وهياكل الختم. تتمتع سبائك التيتانيوم بقابلية تشغيل ممتازة على الساخن. يمكن للتحكم في درجة الحرارة -متعددة المراحل-تنقية الحبوب وتحسين البنية الدقيقة. التلدين عند 750 درجة لمدة ساعة واحدة متبوعًا بتبريد الهواء يمكن أن يزيل الضغط الداخلي، مما يضمن أن صلابة المقطع العرضي الكامل للمادة - أقل من أو يساوي 250HB ويضمن دقة الأبعاد.

 

بالنسبة للحام، تتوافق سبائك التيتانيوم مع طرق مثل لحام TIG ولحام البلازما. يتجاوز معامل قوة ما بعد اللحام- 90%، ولا يلزم إجراء معالجة حرارية معقدة بعد اللحام-، الأمر الذي يمكن أن يتجنب عيوب اللحام ويضمن أداء الختم والقوة الهيكلية للأجزاء الرئيسية. وفي الوقت نفسه، يمكن لمسحوق سبائك التيتانيوم-الأكسجين المنخفض-Ti31 الذي طورته مؤسسات مثل AVIC Metal Technology Co., Ltd. تحقيق تشكيل -صمامات ذات جدران رقيقة مع قنوات تدفق معقدة من خلال تقنية تصنيع المواد المضافة SLM، مع دقة سمك الجدار التي تصل إلى ±0.1 مم.

 

 

سبائك التيتانيوم مناسبة لظروف العمل المعقدة للصمامات البحرية. يمكنها تحمل درجات الحرارة القطبية المنخفضة، ودرجات الحرارة الاستوائية المرتفعة، واختلافات درجات الحرارة أثناء النهار-والليل في البحر، ومقاومة الأحمال الديناميكية مثل تأثير مياه البحر والاهتزازات. لديهم نطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل، والحفاظ على الخصائص الميكانيكية الممتازة ومقاومة التآكل بين -253 درجة و550 درجة.

 

وفي درجات الحرارة المنخفضة تزداد قوتها، وتكون صلابتها جيدة ولا يوجد خطر التعرض للكسر الهش، مما يجعلها مناسبة للسفن القطبية. في درجات الحرارة المرتفعة، تتمتع بثبات حراري ممتاز، والذي يمكن أن يلبي متطلبات الصمامات لظروف العمل ذات درجات الحرارة المرتفعة-مثل تبريد المحرك وتسخين الوقود، ويمنع فشل الختم الناتج عن التشوه الحراري للمادة.

 

 

تتميز الصمامات المصنوعة من سبائك التيتانيوم أيضًا بمزايا عدم المغناطيسية-والمقاومة الجيدة للزلازل وخاصية مقاومة-التقشر. تعمل عدم المغناطيسية- على تجنب التداخل مع معدات الملاحة والكشف في السفينة. تقلل المقاومة الزلزالية الجيدة من خطر الارتخاء والتسرب الناتج عن الاهتزاز. تعمل الخاصية المضادة للتحجيم- على تقليل أعمال التنظيف والصيانة وتقليل تكاليف التشغيل والصيانة.

 

يتم تحسين تكنولوجيا صهر ومعالجة سبائك التيتانيوم بشكل مستمر، مما يحسن الإنتاجية ويقلل تكلفة التصنيع بنسبة 25%. انخفض سعر مطروقات الحافة Ti31 بنسبة 40% تقريبًا مقارنة بعام 2015، وتم تضييق فجوة التكلفة مع المواد التقليدية إلى حد كبير. يمكن للسفن البحرية-الكبيرة الحجم والراقية-المحيطات-التي تستخدم صمامات سبائك التيتانيوم تحقيق عوائد اقتصادية كبيرة من خلال عمر خدمة طويل، واستهلاك منخفض للطاقة، وصيانة أقل.

 

تنتج مجموعة Ruihang بشكل أساسي المواد الخام اللازمة للتصنيع الدقيق. لمزيد من التفاصيل يرجى مراسلتنا على البريد الإلكتروني:Sam.Rui@bjrh-titanium.com