钛合金在船用阀门上的应用王飞1,郭小斌1,周卫萍1,熊凯军2(11江西船用阀门厂,江西湖口332500;21海军驻九江地区军事代表室,江西九江摘要介绍了钛合金阀门在海洋工程及船舶上的应用情况。分析了钛合金材料在海水中的电偶腐蚀特点及其力学性能。提出了钛合金阀门设计、制造及使用中应注意的问题。关键词钛合金;截止阀;密封副;船用阀;耐腐蚀性:TH134文献标识码:ATheapplicationoftitaniumalloyinship’svalvesWANGFei1,GUOXiao2bin1,ZHOUWei2ping1,XIONGKai2jun2Abstract:TointroducetheapplicationofTitaniumAlloyValvesinshipsandoceanengineering,toana2lysetheperformancefeaturesofelectro2corrosionofTitaniumAlloyValvesinseawaterandputfor2wardthemattersneedingattentionindesign,manufacturingandapplicationoftheTitaniumAlloyValves.成电偶时,作阳极的金属的腐蚀可以被加速。其腐蚀量取决于材料间的电极电位差,也取决于阳极和阴极的面积比以及两者的极化特性。钛与一般材料不同,它在许多介质中是钝态的,并且显示出类似于钝态18-8不锈钢的电位。钛在海水中的电位是-0110V(对饱和甘汞电极)。钛与蒙乃尔合金、哈斯特洛依C、18-8不锈钢、加Ni的铝青铜管板接触时电位差很小,不会产生电偶腐蚀。但同样在海水中,钛与铝、锌、碳钢接触时,铝、锌等金属被腐蚀。然而,它们的腐蚀速度却比与不锈钢接触时所引起的腐蚀小。这些金属的腐蚀程度随钛和接触钛的金属表面积的比例而变化。接触钛的金属和钛的表面积比为1∶10(即阳极与阴极面积比为1∶10)时,被接触金属将很快腐蚀。与此相反,与钛接触的金属和钛的表面积比为10∶1时,其腐蚀率大大降低。钛与某些金属在海水中接触腐蚀量如图1。在低浓度还1概述钛及钛合金具有密度低、强度高、耐腐蚀和耐压性好等突出优点,目前已广泛应用于航空、航天、石油、化工、冶金、电力、医药卫生和仪器仪表等行业。为适应海洋工程深海容器、船舶等领域需求,在钛合金阀开发过程中,用新技术、新材料和新标准规范产品设计,符合国家高新技术产品政策的要求,是一种新兴的,又很有发展前途的材料应用技术,从而提高了阀门质量,改善了产品性能。2钛的耐腐蚀性能钛是一种具有高度化学活性的金属,对大多数腐蚀介质都呈现出特别优异的耐腐蚀性。钛和氧有很大的亲和力,在接触于大气或任何含氧介质时,其表面立即形成一种坚固而紧密的钝性氧化薄膜。这种薄膜十分稳定,如果产生机械损伤,又会立即重新形成(只要存在一定量的氧)。金属钛有几种特殊的腐蚀形式,如高温腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀和腐蚀疲劳等,但钛应用在船舶阀门上主要是电偶腐蚀。电偶腐蚀是当两种不同的金属在一电解质中构作者简介:王飞(1974-),男,江西湖口人,工程师,主要从事阀门及气体消防产品的研究。阀门2009年第5期—37—增加。因此在船舶用钛制阀门上的其他材料应注意电偶腐蚀的对比。高、持久强度好,因此,设计温度在316℃以下时,决定设计强度指标的往往是该温度下的抗拉强度值。工业纯钛是不能通过热处理来提高强度指标值的。钛的热膨胀系数小,当钛和其他材料联合使用时,要注意膨胀值差引起的应力。(4)工业纯钛和α-钛合金压力加工时的塑性变形范围小,容易产生破裂。而提高变形速度或降低变形温度等都可能导致加工中的破裂。因此,最好不要设计变形量大的冷加工件。在需要翻边的地方,弯曲半径尽量取得大一些。用强度胀连接的管子与管板管孔之间的间隙公差要小,以免钛管胀裂。(5)选用钛制螺栓时,必须考虑由于钛在常温下也有蠕变现象而产生应力松弛问题,最好不用钛制螺栓作强制密封的连接件。当因耐腐蚀须用钛制螺栓时,结构设计需考虑易于定期拧紧螺栓以保证密封。钛和不锈钢一样,也具有摩擦粘结和咬合现象。钛制螺纹易咬合,可使用异种材料或较大间隙的螺纹配合或用适当的润滑剂解决。应少采用需要攻丝的内螺纹,尽量选用带退刀槽的车制螺纹结构。同样,通过手轮旋转阀杆控制钛阀的调节及动作,应通过材料性能和各个零件的工艺性来保证。(6)结构设计时要最大限度地消除缝隙和可以存水的凹处,以避免钛在某些介质中发生缝隙腐蚀现象。尤其是钛与四氟形成的缝隙,比钛-钛之间的缝隙还容易受到腐蚀...