As flanges de titânio, como componentes de conexão de tubos, desempenham um papel crucial em sistemas industriais. A densidade do titânio é de aproximadamente 4,43-4,5g/cm³, que é apenas 60% da do aço comum. Isso reduz significativamente o peso total do sistema de tubulação, pode reduzir muito o peso do corpo do motor e melhorar a eficiência do combustível. Ao mesmo tempo, é particularmente crucial em áreas como a aeroespacial. Por exemplo, flanges de titânio são usados em sistemas hidráulicos de aeronaves. A resistência à tração das ligas de titânio é tão alta quanto mais de 895MPa, e o limite de escoamento excede 825MPa. Essa característica de alta resistência permite que eles suportem enorme pressão interna em sistemas de tubulação de alta pressão sem sofrer deformação plástica. O que é mais altamente elogiado na indústria é a resistência à corrosão das flanges de liga de titânio. Em ambientes agressivos, como engenharia química e engenharia marítima, as flanges de titânio demonstram resistência extremamente forte à água do mar, salmoura, íons cloreto, ácidos fortes (como ácido sulfúrico e ácido nítrico) e meios alcalinos fortes. Enquanto isso, a película de óxido densa formada na superfície do titânio pode se reparar automaticamente e impedir que meios corrosivos penetrem no substrato. Em sistemas de dessalinização de água do mar, a vida útil das flanges de titânio pode ser mais de dez vezes maior do que a das flanges de aço carbono, tornando-as quase a única escolha para tais aplicações.
Um modelo tridimensional de tomada de decisão para seleção de materiais
Dimensão do ambiente de corrosão
Para meios contendo íons cloreto (como água do mar e água sanitária), os graus TA9 (Ti-0.2Pd) ou Gr7 são preferidos, pois sua resistência à corrosão por fenda é 10 vezes maior do que a do titânio puro. Em ambientes ácidos fortemente redutores (como ácido sulfúrico fervente a 10%), TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) deve ser selecionado. Sua resistência à corrosão excede a do titânio puro em três ordens de magnitude. Para soluções alcalinas de alta concentração (como produção de soda cáustica), é aconselhável usar titânio puro TA1, pois ele forma uma película protetora de titanato de sódio em um ambiente com pH>12
Dimensão do desempenho mecânico
Para sistemas de alta pressão (PN≥10.0MPa), forjados TC4 (Ti-6Al-4V) são preferidos, com um limite de escoamento superior a 825MPa. Para condições de trabalho de baixa temperatura (como sistemas GNL), ligas de elementos de ultra-baixa lacuna como TA7 ELI ou Ti5Al-2.5Sn ELI devem ser adotadas. Para garantir a tenacidade ao impacto a -196℃, flanges forjadas TA3 são recomendadas para aplicações de carga cíclica, pois sua resistência à fadiga é 30% maior do que a das fundições
Dimensão custo-benefício
Para sistemas convencionais de água de baixa pressão, flanges laminadas TA2 podem ser selecionadas, com um custo de apenas 60% do TC4. Embora a estrutura solta da flange aumente os custos de material, a eficiência da instalação é melhorada em 40%, tornando-a particularmente adequada para fábricas com janelas de manutenção curtas
Seleção de tipos de flanges de titânio
Flange de pescoço de solda de titânio
As flanges de pescoço de solda de titânio se destacam no gerenciamento de pressão e temperatura. Ideais para sistemas de tubulação de alta temperatura e alta pressão, garantem conexões seguras com durabilidade.
Flanges de encaixe de titânio
As flanges de encaixe são conexões de tubos usadas para conectar duas peças de tubo. Elas são comumente usadas em aplicações de alta pressão e são projetadas para manter o tubo no lugar com segurança, permitindo fácil instalação e remoção. A flange tem uma base circular com uma face elevada, conectada ao tubo usando parafusos e porcas.
Flange rosqueada de titânio
A flange rosqueada consiste em duas metades que são parafusadas. Uma metade tem uma conexão rosqueada, enquanto a outra metade tem uma conexão de flange companheira. É usada para conectar tubos sem soldagem, tornando-a adequada para sistemas onde a desmontagem é necessária.
Flange de soldagem plana de placa de titânio
A flange de titânio de soldagem plana de placa é o tipo mais comum de flange, elas são feitas de titânio puro ou liga de titânio. A flange de titânio de soldagem de placa é comumente usada para inserir o tubo no orifício interno da flange na posição correta e, em seguida, soldar por sobreposição. Os tipos de superfície de vedação da flange de titânio de soldagem de placa incluem flanges soldadas planas e painéis elevados. Geralmente se refere à abertura de vários orifícios de fixação na periferia de um corpo metálico em forma de disco, que são frequentemente usados para conectar outras coisas. As flanges de titânio são usadas em pares, e os parafusos conectam as duas flanges.
As flanges de titânio, com seu desempenho abrangente único, desempenham um papel insubstituível em todos os campos-chave da indústria moderna. Do ambiente corrosivo agressivo do mar profundo às condições de temperatura extrema no espaço, dos requisitos de biocompatibilidade dentro do corpo humano aos cenários de alta radiação de reatores nucleares, as flanges de titânio demonstraram adaptabilidade e confiabilidade excepcionais.
