Titán rögzítőelemek vegyipar számára

A vegyipar, kötőelemek Berendezéseket, csővezetékeket és szerkezeteket összekötő alapvető alkotóelemekként szolgálnak. Teljesítményük közvetlenül összefügg a termelési rendszerek biztonságával, stabilitásával és élettartamával. A kémiai műveleteket gyakran erősen korrozív közegek (például savak, lúgok és sóoldatok), magas hőmérsékletek, nagy nyomások és gyakori váltakozó közeghatások kísérik. A titán kiváló korrózióállóságával, magas szilárdság-tömeg arányával, jó magas hőmérséklet-tűrésével és biokompatibilitásával ideális anyag a vegyiparban használt rögzítőelemekhez. A Wstitanium évek óta mélyen elkötelezett a vegyiparban használt titán rögzítőelemek iránt. A fejlett gyártástechnológiát, a szigorú minőségellenőrzési rendszereket és a vegyipar igényeinek mélyreható megértését kihasználva testreszabott, rendkívül megbízható titán rögzítőelem-megoldásokat kínálunk a globális vegyipari vállalatok számára.

Titán rögzítőelemek gyártása vegyipar számára

A Wstitanium mélyen tisztában van a kémiai titán kötőelemek pontosságára, teljesítményére és stabilitására vonatkozó szigorú követelményekkel. Kifejlesztett egy átfogó technológiai rendszert, amely magában foglalja az „anyagvizsgálatot – precíziós megmunkálást – teljesítményoptimalizálást – felületjavítást”, a CNC megmunkálással, hőkezeléssel és felületkezeléssel, mint kulcsfontosságú technológiákkal, amelyek biztosítják a mag megtámasztását.

CNC precíziós megmunkálás

CNC megmunkálás kulcsfontosságú a titán kötőelemek méretpontosságának és szerkezeti komplexitásának eléréséhez. A titánötvözetek nagy szilárdsággal, nagy szívóssággal, alacsony hővezető képességgel (mindössze 1/5-e a szénacélnak és 1/10-e az alumíniumötvözeteknek), és magas kémiai aktivitással rendelkeznek. A Wstitanium egy kifinomult CNC megmunkálási megoldást fejlesztett ki, amelyet ezekre a jellemzőkre szabtak.

A Wstitanium beruházott egy 5 tengelyes CNC megmunkálóközpontba és egy erre a célra szolgáló CNC esztergába. Ezek a gépek ±0.002 mm-es pozicionálási pontosságot és ±0.001 mm-es ismétlési pontosságot kínálnak, megfelelve a vegyi kötőelemek kulcsfontosságú paramétereire, például a menet pontosságára, a végfelület síkfelületére és a furattűrésekre vonatkozó szigorú követelményeknek. Ezenkívül a Wstitanium online ellenőrzési technológiát vezetett be. A CNC megmunkálás során az integrált tapintófejek (például a Renishaw mérőfejek) valós idejű mérést és a kritikus méretek kompenzálását biztosítják. A méretbeli eltérések észlelése után a paramétereket azonnal módosítják, így egy zárt hurkú „megmunkálás-ellenőrzés-korrekció” vezérlőrendszer jön létre, amely stabil, 99.5% feletti termékminősítési arányt tart fenn.

Hőkezelés

Hőkezelés kulcsfontosságú módszer a titán kötőelemek mechanikai tulajdonságainak szabályozására, közvetlenül meghatározva azok szilárdságát, szívósságát, fáradási ellenállását és korrózióállóságát. A vegyipar jelentősen eltérő mechanikai tulajdonságkövetelményeket támaszt a titán kötőelemekkel szemben: A nagynyomású reaktorokban használt csavarok nagy szilárdságot (szakítószilárdság ≥ 900 MPa) és nagy szívósságot (ütési energia elnyelése ≥ 40 J) igényelnek. A kriogén tárolótartályokban használt kötőelemek alacsony hőmérsékleti szívósságot igényelnek (ütési energia elnyelése ≥ 25 J -196°C-on). A Wstitanium testreszabott hőkezelési megoldásokat kínál e változatos forgatókönyvek követelményeinek kielégítésére.

1. Lágyítás

A titán kötőelemek leggyakrabban használt hőkezelési technikája a lágyítás, amelyet elsősorban a megmunkálási keményedés csökkentésére, a belső feszültségek kiküszöbölésére, valamint a képlékenység és a megmunkálhatóság javítására használnak. A Wstitanium a titánötvözet típusától függően különböző lágyítási stratégiákat alkalmaz. A tiszta titán (TA1 és TA2) kötőelemek esetében „teljes lágyítás” eljárást alkalmaznak: a munkadarabot 700-750°C-ra (50-100°C-kal a β átalakulási pont alatt) hevítik, 1-2 órán át ezen a hőmérsékleten tartják, majd kemencében hűtik. Ez a kezelés az anyag keménységét HB100-120-ra csökkenti, miközben a nyúlását több mint 20%-ra növeli. Az α+β titánötvözetekből (például TC4) készült kötőelemek esetében „kettős lágyítás” eljárást alkalmaznak: egy magas hőmérsékletű lágyítást 800-850°C-on 1 órán át, majd levegőn történő hűtést szobahőmérsékletre, és egy alacsony hőmérsékletű öregítő lágyítást 500-550°C-on 2-3 órán át. Ez biztosítja mind a szilárdságot (szakítószilárdság ≥ 800 MPa), mind a szívósságot és a korrózióállóságot.

2. Oldat öregedése

A nagy szilárdságot igénylő titán kötőelemek (például α+β titánötvözetek, mint a TC4 és TC11) esetében a Wstitanium egy „oldás + öregítés” kompozit hőkezelési technológiát alkalmaz. Az oldáskezelési fázis során a munkadarabot a β átalakulási pont közelébe melegítik (920-950°C TC4 esetén), 30-60 percig tartják, majd gyorsan vízzel hűtik. Ez maximalizálja az ötvözőelemek (például a V és a Mo) oldódását az α fázisú mátrixba, túltelített szilárd oldatot képezve. A hőkezelés során... öregedés fázisban a munkadarabot 4-8 órán át 450-550°C-on tartják, lehetővé téve a túltelített szilárd oldat számára, hogy finom β fázisú részecskék váljanak ki, ami a diszperziós erősítés révén jelentősen növeli az anyag szilárdságát. Az ezzel az eljárással kezelt TC4 csavarok szakítószilárdsága a lágyított állapotban mért 800 MPa-ról több mint 1100 MPa-ra nőhet, 950 MPa folyáshatárral, ami teljes mértékben megfelel a nagynyomású vegyipari berendezések teherbírási követelményeinek.

3. Alacsony hőmérsékletű stabilizációs kezelés

A korrozív környezetben használt titán kötőelemek esetében a Wstitanium innovatív módon alkalmazza az „alacsony hőmérsékletű stabilizációs kezelés” technológiáját. Az anyag 10-12 órás 200-300°C-on tartásával sűrű oxidfilm (TiO₂) képződik a titánötvözet felületén. Ez az eljárás elősegíti az anyagban maradó feszültség fokozatos felszabadulását is, megakadályozva a korrozív közeg által okozott feszültségkorróziós repedéseket. Ez az eljárás különösen hatékony a TA10 (titán-palládium ötvözet) kötőelemek esetében. A kezelés után a korróziós sebesség 60%-os kénsavoldatban 0.05 mm/évről 0.01 mm/év alá csökken, ami jelentősen javítja a termék korrózióállóságát.

Felületkezelő technológia

A titán kötőelemek felületi állapota közvetlenül befolyásolja korrózióállóságukat, kopásállóságukat és összeszerelési teljesítményüket. A kémiai környezetben lévő korrozív közegek könnyen behatolhatnak az anyagba a felületi hibákon (például karcolásokon és revén) keresztül, ami lokalizált korróziós meghibásodáshoz vezethet. Ezért a Wstitanium számos célzott felületkezelési technológiát fejlesztett ki a fokozott védelem és a jobb funkcionalitás elérése érdekében.

1. Pácolás és passziválás

A pácolás és a passziválás alapvető felületkezelési technológiák a titán kötőelemek esetében, amelyeket elsősorban a feldolgozás során keletkező vízkő, olaj és fémtörmelék eltávolítására használnak, miközben egyidejűleg egyenletes passziváló filmet képeznek a felületen. A Wstitanium egy „vegyes pácolóoldat + alacsony hőmérsékletű passziváló” eljárást alkalmaz: a pácolóoldat hidrogén-fluoridból (HF), salétromsavból (HNO₃) és vízből áll meghatározott arányban (HF:HNO₃:H₂O = 1:3:10). A pácolóoldatot 5-10 percre szobahőmérsékletre merítik, hogy kémiai reakció révén eltávolítsák a felületi oxidréteget. A kötőelemeket ezután egy passziváló tartályba (20%-os salétromsavoldatot tartalmaz) helyezik, és 30 percig 40-50°C-on tartják, így egy sűrű, 5-10 nm vastag TiO₂ passziváló filmet képeznek. Az így kezelt titán rögzítőelemek Ra ≤ 0.8 μm felületi érdességet érnek el, és 1000 órás korróziómentes semleges sópermet-tesztet is kibírnak, megfelelve a vegyipar alapvető korrózióvédelmi követelményeinek.

2. Bevonat

A nagy kopással és korrózióval járó igényes munkakörülmények esetén a Wstitanium bevonatjavító technológiát alkalmaz a kötőelemek felületi teljesítményének javítására. Kopásálló titánanyákhoz és alátétekhez fizikai gőzfázisú leválasztással (PVD) TiN bevonatot alkalmazunk. A bevonat vastagságát 3-5 μm-re szabályozzuk, a keménység pedig elérheti a HV1800-2000 értéket. Ez 5-8-szorosára növeli a kopásállóságot a bevonat nélküli termékekhez képest, hatékonyan kiküszöbölve a menet kidörzsölődését az összeszerelés során. A rendkívül korrozív környezetnek (például sósavnak és klóralkáli közegnek) kitett kötőelemek esetében TiC bevonatot alkalmazunk kémiai gőzfázisú leválasztással (CVD). A bevonat és az aljzat közötti kötés szilárdsága ≥50 MPa, és a korróziós sebesség hat hónapos 10%-os sósavoldatba merítés után mindössze 0.002 mm/évre csökken. Ez a bevonat olyan alkalmazásokhoz alkalmas, mint a klóralkáli vegyi anyagok és a sósav szintézise.

3. Elektropolírozás

A nagy pontosságú felületeket igénylő titán kötőelemekhez (például felületek tömítésére használt csavarokhoz) a Wstitanium elektropolírozási technológiát alkalmaz. Ez az eljárás elektrolízissel eltávolítja a mikroszkopikus felületi kiemelkedéseket, Ra ≤ 0.2 μm-re csökkentve a felületi érdességet, így tükörsima felületet hoz létre. Ez az eljárás nemcsak a felület esztétikáját javítja, hanem csökkenti a korrozív közegek tapadási pontjait is. Csökkenti a súrlódási ellenállást az összeszerelés során, megkönnyítve az előfeszítő erő pontos szabályozását. Az elektropolírozási folyamat során a Wstitanium szigorúan szabályozza az áramsűrűséget (10-20 A/dm²) és az elektrolízis idejét (5-10 perc), hogy elkerülje a túlzott polírozás okozta méretbeli eltéréseket.

Ezenkívül a Wstitanium létrehozott egy felületkezelési minőségellenőrzési rendszert. A pásztázó elektronmikroszkópiát (SEM) a bevonat morfológiájának és vastagságának megfigyelésére, a sópermet-vizsgálatot és a tapadásvizsgálatot pedig a felületvédelmi teljesítmény ellenőrzésére használják, biztosítva, hogy minden termék megfeleljen a szigorú követelményeknek.