Manuel technique de la vanne papillon en alliage de titane 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.

Les pièces moulées en titane peuvent être usinées aussi facilement que les aciers inoxydables en suivant des pratiques et des procédures bien établies. Le titane est moins sujet à l'écrouissage que les aciers inoxydables austénitiques mais a une faible conductivité thermique, ce qui entraîne des températures plus élevées sur le tranchant de l'outil. Par conséquent, la durée de vie de l'outil est relativement courte. Une connaissance de base et une compréhension des procédures d'usinage combinées à un peu de pratique donneront des résultats satisfaisants. Des précautions doivent être prises pour minimiser les copeaux très fins car ils sont pyrophoriques (c'est-à-dire qu'ils peuvent s'enflammer spontanément en présence d'air).

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.

Le titane CP est facilement soudable en utilisant les procédés GTAW (soudage à l'arc au tungstène au gaz) ou TIG (gaz inerte au tungstène) si un blindage adéquat est fourni en utilisant un gaz inerte pur (argon ou hélium). L'utilisation d'un bouclier arrière est recommandée. Le titane doit être exempt d'huile, de graisse ou de toute autre contamination avant le soudage. Le préchauffage ou le post-chauffage ne sont pas nécessaires. Le soudage par friction, le soudage au laser, le soudage par résistance, le soudage à l'arc plasma, le soudage par faisceau d'électrons et le soudage par diffusion peuvent également être utilisés.

Le titane commercialement pur a une résistance à la traction allant de 275 à 590 MPa, et cette résistance est contrôlée principalement par la teneur en oxygène et la teneur en fer. Plus la teneur en oxygène et en fer est élevée, plus la résistance est élevée. Nous produisons actuellement divers alliages de titane allant du Ti-3A1-2.5V avec une résistance à la traction de 620 MPa, au Ti-15Mo-5Zr-3AI ​​avec une résistance à la traction 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)

Ni le titane commercialement pur ni les alliages de titane ne deviennent cassants même à des températures extrêmement basses. En particulier, le titane commercialement pur et le Ti-5A1-2.5Sn EL1 peuvent être utilisés même à 4,2 K (-269 degrés). (Fig. 4)

La résistance à la fatigue (107 cycles) équivaut à peu près à 50 % de la résistance à la traction, et le soudage n'entraîne pas de diminution significative de la résistance à la fatigue. (Figs. 5 et 6) De plus, même dans l'eau de mer, le titane commercialement pur et les alliages de titane ne présentent pratiquement aucune diminution de la résistance à la fatigue.

La ténacité à la rupture des alliages de titane varie de 28 à 108 MPa.m1/2 et est en corrélation négative avec la limite d'élasticité en traction. La ténacité à la rupture dépend de la microstructure, et donc la ténacité à la rupture est plus élevée dans les matériaux à structures aciculaires.

Le titane est facilement formé à température ambiante, en utilisant des techniques et des équipements adaptés à l'acier. Lorsque les paramètres corrects ont été établis, des tolérances similaires à celles pouvant être atteintes avec l'acier inoxydable sont possibles avec le titane et ses alliages. Trois facteurs rendent la formation du titane quelque peu différente de la formation d'autres métaux.

1. La ductilité à température ambiante du titane, mesurée par un allongement uniforme, peut être inférieure à celle d'autres métaux de structure courants. Cela signifie que le titane peut nécessiter des rayons de courbure plus généreux et a une formabilité par étirement plus faible.

2. Le module d'élasticité du titane est environ la moitié de celui de l'acier. Ceci provoque un retour élastique important après formage du titane qu'il faut compenser.

3. La tendance au grippage du titane est supérieure à celle de l'acier inoxydable. Cela nécessite une attention particulière à la lubrification dans toute opération de formage dans laquelle le titane est en contact (en particulier en contact mobile) avec des matrices métalliques ou d'autres équipements de formage.

Les différentes qualités de titane non allié ATI présentent des différences de formabilité. Les grades 1, 11 et 17 de titane, qui sont les grades les plus doux et les plus ductiles, présentent la plus grande formabilité. Les résistances légèrement supérieures du titane des grades 2, 7 et 16 sont encore tout à fait formables, mais moins que les grades 1, 11 ou 17. La résistance plus élevée du titane de grade 4 en fait le moins formable des alliages de titane CP.

Normalement, les surfaces en titane sont acceptables pour les opérations de formage telles qu'elles sont reçues du laminoir. Les entailles et autres marques de surface introduites lors de la manipulation doivent être éliminées par ponçage. Pour éviter la fissuration des bords, les bords ébarbés et tranchants doivent être lissés avant le formage.

Corrosion générale

Le titane a une excellente résistance à la corrosion dans une grande variété d'environnements, notamment l'eau de mer, les saumures, les sels inorganiques, les agents de blanchiment, le chlore humide, les solutions alcalines, les acides oxydants et les acides organiques. Le titane est incompatible avec les fluorures, les acides réducteurs forts, les solutions caustiques très fortes et le chlore anhydre. En raison de sa combustibilité, le titane est résistant à la corrosion-Le titane ne convient pas au service d'oxygène pur. Le titane ne libère aucun ion toxique dans les solutions aqueuses, contribuant ainsi à prévenir la pollution.

Corrosion caverneuse

Le titane a une excellente résistance à la corrosion caverneuse dans les solutions salines et surpasse généralement les aciers inoxydables. Le titane CP non allié (grades 1, 2, 3 et 4) ne souffre généralement pas de corrosion caverneuse à des températures inférieures à 80 degrés (175 degrés F) à n'importe quel pH. Le titane CP allié au palladium (grades 7, 11, 16 et 17) est plus résistant et ne souffre généralement pas de corrosion caverneuse à des températures inférieures à 250 degrés (480 degrés F) à un pH supérieur à 1.

Corrosion microbiologiquement influencée (MIC)

Le titane semble être immunisé contre le MIC. Ils souffrent d'encrassement biologique, mais cela peut être contrôlé par la chloration (qui n'altère pas le titane).

Corrosion galvanique

Bien qu'il soit un métal réactif, du fait de l'extrême stabilité du film passif qui se forme à sa surface, le titane présente typiquement un comportement noble. Ainsi, il fonctionne comme cathode lorsqu'il est couplé à d'autres métaux. Le titane n'est pas affecté par la corrosion galvanique, mais peut accélérer la corrosion d'autres métaux.

Fissuration par corrosion

Le titane a une excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte dans des solutions chaudes de chlorure de sel.

Érosion Corrosion

Le titane présente une excellente résistance à la corrosion induite par l'écoulement-et à l'érosion à des vitesses supérieures à 40 m/s.

Fragilisation par l'hydrogène

Le titane est sensible à la fragilisation par l'hydrogène dans certaines circonstances. Cela pose généralement moins de problème pour les alliages de titane de qualité 1 et 2 à faible résistance - que pour les alliages de titane à résistance plus élevée. L'absorption d'hydrogène par le titane se produit normalement lorsque la température est supérieure à 80 degrés (175 degrés F) et que le titane est couplé galvaniquement à un métal actif ou à un courant imposé ou que le pH est inférieur à 3 ou supérieur à 12.

Les applications de résistance à la corrosion utilisent normalement le CP-Ti (ASTMgrades 1, 2, 3, 4), qui sont de bons matériaux résistants à la corrosion mais à faible résistance. Ceux-ci sont utilisés dans les réservoirs, les échangeurs de chaleur, les cuves de réacteur, etc., respectivement pour usines de traitement -chimique, de dessalement et de production d'électricité. Pour certaines applications de corrosion, les grades ASTM 7, 8 et 11 sont utilisés. Dans le domaine médical, le grade 2 est généralement utilisé dans les applications à faible résistance, tandis que le grade 5 (Ti-6Al-4V) est généralement utilisé dans les applications nécessitant une résistance plus élevée.

Les applications pour des performances à haute résistance-utilisent des alliages de titane à haute résistance-tels que Ti-6Al-4V, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6Al- 6V-2Sn, Ti-10V-2Fe-3Al, entre autres, mais l'alliage Ti-6Al-4V est unique car il fusionne un ensemble de propriétés intéressantes, une bonne maniabilité et une expérience de production, et une disponibilité commerciale élevée. Par conséquent, cet alliage a été converti dans la norme par rapport à laquelle d'autres alliages doivent être comparés lors de la sélection d'alliages de titane pour des applications spécifiques.

Transfert de chaleur

Une application industrielle majeure du titane concerne les applications de transfert de chaleur pour lesquelles le fluide de refroidissement est l'eau de mer, l'eau saumâtre ou l'eau polluée. Les condenseurs en titane, les échangeurs de chaleur à coque et à tube et les échangeurs de chaleur à plaques et cadres sont largement utilisés dans les centrales électriques, les raffineries, les systèmes de climatisation, les usines chimiques, les plates-formes offshore, les navires de surface et les sous-marins.

Des millions de pieds de tubes en titane soudés sont en service dans le condenseur de la centrale électrique, et aucune défaillance due à la corrosion du côté de l'eau de refroidissement n'a été signalée.

DSA-Anodes stables dimensionnelles

Les propriétés électrochimiques uniques du DSA en titane en font l'unité la plus économe en énergie pour la production de chlore, de chlorate et d'hypochlorite.

Dessalement

Son excellente résistance à la corrosion, à l'érosion et son efficacité de condensation élevée font du titane le matériau -rentable et fiable pour les segments critiques des usines de dessalement. L'utilisation accrue de tubes soudés à parois très fines rend le titane compétitif par rapport au cuivre-nickel.

Extraction et électro-extraction de métaux

L'extraction hydrométallurgique des métaux des minerais dans les réacteurs de titane est une alternative écologique aux procédés de fusion. Une durée de vie prolongée, une efficacité énergétique accrue et une plus grande pureté du produit sont des facteurs favorisant l'utilisation d'électrodes en titane dans l'électro-extraction et l'électro-raffinage de métaux comme le cuivre, l'or, le manganèse et le dioxyde de manganèse.

Médical

Le titane est largement utilisé pour les implants, les dispositifs chirurgicaux, les boîtiers de stimulateurs cardiaques et les centrifugeuses. Le titane est le plus biocompatible de tous les métaux en raison de sa résistance aux attaques des fluides corporels, de sa haute résistance et de son faible module.

Traitement des hydrocarbures

La nécessité d'une durée de vie plus longue des équipements, associée aux exigences de réduction des temps d'arrêt et de maintenance, favorise l'utilisation du titane dans les échangeurs de chaleur, les cuves, les colonnes et les systèmes de tuyauterie dans les raffineries, les usines de GNL et les plates-formes offshore. Le titane est insensible à l'attaque générale et à la fissuration par corrosion sous contrainte par les hydrocarbures, le sulfure d'hydrogène, les saumures et le dioxyde de carbone.

Applications marines

En raison de sa ténacité élevée, de sa résistance élevée et de sa résistance exceptionnelle à l'érosion/corrosion, le titane est actuellement utilisé pour les robinets à tournant sphérique sous-marins, les pompes à incendie, les échangeurs de chaleur, les pièces moulées, les matériaux de coque pour les submersibles en haute mer, les systèmes de propulsion par jet d'eau, le refroidissement à bord des navires et les systèmes de tuyauterie.

Traitement chimique

Les récipients en titane, les échangeurs de chaleur, les réservoirs, les agitateurs, les refroidisseurs et les systèmes de tuyauterie sont utilisés dans le traitement de composés agressifs, comme l'acide nitrique, les acides organiques, le dioxyde de chlore, les acides réducteurs inhibés et le sulfure d'hydrogène.

Applications structurelles/architecturales

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.

Gamme de production standard de vanne papillon
	ANSI Classe 150	ANSI Classe 300	ANSI Classe 600
Évaluation-Psi	285	740	1440
Note-Barre	20	50	100
Taille- pouce	2-60	2-48	2-24
Taille-mm	DN50-DN1500	DN50-DN1200	DN50-DN600
TESTS	API 598
Spécification face à face	ANSI B16.10/API 609/MSS-SP-68/ISO 5752
Spécifications de la bride d'extrémité	ASME B16.5 : Classe 150, 300, 600 DIN ISO PN10, PN16, PN25, PN40
Connexion	Plaquette, à oreilles, à double bride
Manuel de l'actuateur-	Poignée à levier, opérateur à vis sans fin
Actionneur-Automatique	Moteur électrique, pneumatique à double effet, rappel par ressort pneumatique

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