Βιομηχανικές Χρήσεις Τιτανίου

Το τιτάνιο έχει εξαιρετικές ιδιότητες, οδηγώντας στην ευρεία εφαρμογή του. Οι κύριοι τομείς εφαρμογής του περιλαμβάνουν: αεροδιαστημική, ναυπηγική, χημικές και πετροχημικές βιομηχανίες, μεταφορές, όπλα, θαλάσσια μηχανική, ηλεκτροπαραγωγή, κατασκευές, μεταλλουργία, ιατρικό εξοπλισμό, αθλητικό εξοπλισμό, καταναλωτικά αγαθά και ελαφριά βιομηχανία. Στις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Ρωσία, περίπου το 80% των επεξεργασμένων υλικών τιτανίου χρησιμοποιούνται στον αεροδιαστημικό τομέα. Αντίθετα, στην Ιαπωνία και την Κίνα, το 80% χρησιμοποιείται στους τομείς των χημικών, της γενικής πολιτικής βιομηχανίας και των καταναλωτικών αγαθών. Σε παγκόσμιο επίπεδο, το 2005, η ζήτηση για τιτάνιο κατανεμήθηκε ως εξής: αεροδιαστημική 35%, στρατιωτική 12%, βιομηχανία 38% και πολιτική και άλλα 15%.

 

Στη βιομηχανία όπλων, το τιτάνιο χρησιμοποιείται σε: τανκς, τεθωρακισμένα οχήματα, βλήματα, σώματα πυροβολικού διαφόρων μεγεθών, πολυβόλα, φλογοβόλα, κράνη, αλεξίσφαιρα γιλέκα και αντιεκρηκτικά-γάντια.

Στη μεταλλουργική βιομηχανία, το τιτάνιο χρησιμοποιείται σε: ανθεκτικά στη διάβρωση δοχεία, ηλεκτρολυτικά στοιχεία, αντιδραστήρες, συγκεντρωτές, διαχωριστές, εναλλάκτες θερμότητας, ψύκτες, διάφορες αντλίες και βαλβίδες, πτερύγια στροβίλου, σωλήνες σύνδεσης και εξαρτήματα. Στη θαλάσσια μηχανική, το τιτάνιο χρησιμοποιείται σε: αφαλάτωση θαλασσινού νερού, υπεράκτιες γεωτρήσεις πετρελαίου και θαλάσσιους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.

Στον αθλητικό εξοπλισμό, το τιτάνιο χρησιμοποιείται σε: μπαστούνια γκολφ, κλαμπ, ρακέτες τένις, μάσκες ξιφασκίας, ξίφη, σπριντ, ορειβατικό εξοπλισμό, σκι, μπότες σκι, στύλους σκι, παγοπέδιλα, στολές, είδη ψαρέματος, στύλους σκηνών κ.λπ.

Σε καθημερινά καταναλωτικά αγαθά, το τιτάνιο χρησιμοποιείται σε: σκελετούς γυαλιών, ρολόγια, υπολογιστές, φωτογραφικές μηχανές, κονσόλες παιχνιδιών, κινητά τηλέφωνα, κεραίες, μουσικά όργανα, μαγειρικά σκεύη και χειροτεχνίες.

 

Αεροδιαστημική Βιομηχανία

Η αεροδιαστημική βιομηχανία ήταν ένας από τους πρώτους τομείς έρευνας και εφαρμογής τιτανίου και κραμάτων τιτανίου. Χωρίς τιτάνιο, θα ήταν σχεδόν αδύνατο να κατασκευαστούν υπερηχητικά αεροσκάφη 2,7 Mach. Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε κατασκευές αεροσκαφών για πλαίσια, δέρματα, διαφράγματα ατράκτου, εξοπλισμό προσγείωσης, τείχη προστασίας, πτερύγια, ουρά πτερύγια, διαμήκεις δοκούς, θόλος, πολλαπλασιαστές, καρίνες, φρένα ταχείας-δράσης, συσκευές ακινητοποίησης, συνδετήρες, μύτης τροχοί πινακίδες σημάτων κ.λπ.

 

Αεροδιαστημική Βιομηχανία

Οι εφαρμογές του τιτανίου στην αεροδιαστημική βιομηχανία είχαν ως αποτέλεσμα μειωμένο βάρος εκτόξευσης, αυξημένη εμβέλεια και εξοικονόμηση κόστους, καθιστώντας το δημοφιλές υλικό. Στους πυραύλους, τους πυραύλους και την αεροδιαστημική βιομηχανία, χρησιμοποιείται για δοχεία πίεσης, δεξαμενές καυσίμου, περιβλήματα κινητήρων πυραύλων, χιτώνια ακροφυσίων πυραύλων, εξωτερικά κελύφη δορυφόρου, καμπίνες επανδρωμένων διαστημικών σκαφών (δέρμα και δομικό πλαίσιο), εξοπλισμό προσγείωσης, σεληνιακά προσγειωμένα συστήματα και συστήματα πρόωσης. Εκτός από το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο Ti64 (ELI) και Ti-5Al-2.5Sn (ELI), το αεροδιαστημικό τιτάνιο που χρησιμοποιείται περιλαμβάνει επίσης υλικά Ti-7Al-4Mo, Ti-3Al-2.5V, Ti-13V11Cr-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al.

 

Ναυπηγική

Το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε πυρηνικά υποβρύχια,-υποβρύχια βαθιάς θάλασσας, πυρηνικά-παγοθραυστικά, υδροπτέρυγα, αεροσκάφη, ναρκαλιευτικά, καθώς και έλικες, κεραίες μαστιγίου, αγωγούς θαλασσινού νερού, συμπυκνωτές, εναλλάκτες θερμότητας, συσκευές πυροσβεστικής2} και{100}{101} Τα κύρια κράματα περιλαμβάνουν βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο, Ti64, Ti64ELI, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo, Ti-3Al2.5V, IIT-3B και IIT-7M.

 

Μεταφορικά Οχήματα

Το τιτάνιο χρησιμοποιείται ευρέως στα αυτοκίνητα, κυρίως σε μπιέλες, στροφαλοφόρους άξονες, δακτυλίους συγκράτησης, βαλβίδες, βαλβίδες εισαγωγής, βαλβίδες εξαγωγής, στεγανοποιήσεις σωλήνων πίεσης φρένων, βίδες στεφάνης τροχών, σχάρες και γρανάζι τιμονιού, ελατήρια, σιγαστήρες, συστήματα εξάτμισης, μισά δακτυλίδια συνδετήρες. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της χρήσης κραμάτων τιτανίου σε ανταλλακτικά αυτοκινήτων είναι: μειωμένο βάρος, παρατεταμένη διάρκεια ζωής, βελτιωμένη αξιοπιστία, απόδοση καυσίμου, απουσία επιβλαβών μετάλλων όπως μόλυβδος και κοβάλτιο, αντοχή στη διάβρωση και σημαντικά βελτιωμένη αντοχή σε υψηλές-θερμοκρασίες.

Το τιτάνιο χρησιμοποιείται κυρίως σε μοτοσυκλέτες για σωλήνες εξάτμισης, σιγαστήρες, δακτύλιους, ελατήρια ανάρτησης, οδοντωτούς τροχούς, αλυσίδες μετάδοσης κίνησης και βίδες.

 

Χημική Βιομηχανία

Τα υλικά τιτανίου χρησιμοποιούνται στη χημική και πετροχημική βιομηχανία για ηλεκτρολυτικά στοιχεία (ηλεκτρόδια), αντιδραστήρες, συγκεντρωτές, διαχωριστές, εναλλάκτες θερμότητας, ψύκτες, πύργους απορρόφησης, σωλήνες σύνδεσης, εξαρτήματα (φλάντζες, μπουλόνια, παξιμάδια), παρεμβύσματα, αντλίες και βαλβίδες. Ο μεγαλύτερος καταναλωτής τιτανίου στη χημική βιομηχανία είναι η παραγωγή χλωρο-αλκαλίων, που αντιπροσωπεύει το 50% της συνολικής κατανάλωσης τιτανίου, ακολουθούμενη από ανθρακικό νάτριο με 20%, πλαστικά με 17%, οργανικές χημικές ουσίες με 10% και ανόργανα χημικά με 3%. Μεταξύ των διαφόρων χημικών εξοπλισμών που χρησιμοποιούν τιτάνιο, οι εναλλάκτες θερμότητας είναι οι πιο συνηθισμένοι, που αντιπροσωπεύουν το 52% της χρήσης υλικών τιτανίου, ακολουθούμενοι από άνοδοι στο 24%, δοχεία, σωλήνες, αντλίες και βαλβίδες στο 19% και άλλοι στο 5%. Τα πλεονεκτήματα του εξοπλισμού τιτανίου απεικονίζονται παρακάτω χρησιμοποιώντας εναλλάκτες θερμότητας, μεταλλικές ανόδους τιτανίου και ψύκτες υγρού αερίου χλωρίου ως παραδείγματα.