Las bridas de titanio, como componentes de conexión de tuberías, juegan un papel crucial en los sistemas industriales. La densidad del titanio es de aproximadamente 4.43-4.5 g/cm³, que es solo el 60% de la del acero ordinario. Esto reduce significativamente el peso total del sistema de tuberías, puede reducir en gran medida el peso del cuerpo del motor y mejorar la eficiencia del combustible. Al mismo tiempo, es particularmente crucial en campos como el aeroespacial. Por ejemplo, las bridas de titanio se utilizan en los sistemas hidráulicos de las aeronaves. La resistencia a la tracción de las aleaciones de titanio es tan alta como más de 895 MPa, y el límite elástico supera los 825 MPa. Esta característica de alta resistencia les permite soportar una enorme presión interna en los sistemas de tuberías de alta presión sin sufrir deformación plástica. Lo que es más elogiado en la industria es la resistencia a la corrosión de las bridas de aleación de titanio. En entornos hostiles como la ingeniería química y la ingeniería marina, las bridas de titanio demuestran una resistencia extremadamente fuerte al agua de mar, la salmuera, los iones cloruro, los ácidos fuertes (como el ácido sulfúrico y el ácido nítrico) y los medios alcalinos fuertes. Mientras tanto, la densa película de óxido formada en la superficie del titanio puede repararse automáticamente e impedir que los medios corrosivos penetren en el sustrato. En los sistemas de desalinización de agua de mar, la vida útil de las bridas de titanio puede ser más de diez veces superior a la de las bridas de acero al carbono, lo que las convierte en casi la única opción para tales aplicaciones.
Un modelo tridimensional de toma de decisiones para la selección de materiales
Dimensión del entorno de corrosión
Para medios que contienen iones cloruro (como el agua de mar y la lejía), se prefieren los grados TA9 (Ti-0.2Pd) o Gr7, ya que su resistencia a la corrosión por hendiduras es 10 veces superior a la del titanio puro. En entornos ácidos fuertemente reductores (como el ácido sulfúrico hirviendo al 10%), se debe seleccionar TA10 (Ti-0.3Mo-0.8Ni). Su resistencia a la corrosión supera a la del titanio puro en tres órdenes de magnitud. Para soluciones alcalinas de alta concentración (como la producción de sosa cáustica), es aconsejable utilizar titanio puro TA1, ya que forma una película protectora de titanato de sodio en un entorno con pH>12
Dimensión del rendimiento mecánico
Para sistemas de alta presión (PN≥10.0MPa), se prefieren las forjas TC4 (Ti-6Al-4V), con un límite elástico superior a 825MPa. Para condiciones de trabajo a baja temperatura (como los sistemas de GNL), se deben adoptar aleaciones de elementos de ultra bajo espacio como TA7 ELI o Ti5Al-2.5Sn ELI. Para garantizar la tenacidad al impacto a -196℃, se recomiendan las bridas forjadas TA3 para aplicaciones de carga cíclica, ya que su resistencia a la fatiga es un 30% superior a la de las fundiciones
Dimensión de costo-beneficio
Para sistemas de agua convencionales de baja presión, se pueden seleccionar bridas laminadas TA2, con un costo de solo el 60% de TC4. Aunque la estructura de brida suelta aumenta los costos de material, la eficiencia de la instalación mejora en un 40%, lo que la hace particularmente adecuada para fábricas con ventanas de mantenimiento cortas
Selección de tipos de bridas de titanio
Bridas de cuello soldado de titanio
Las bridas de cuello soldado de titanio sobresalen en la gestión de la presión y la temperatura. Ideales para sistemas de tuberías de alta temperatura y alta presión, garantizan conexiones seguras con durabilidad.
Bridas deslizantes de titanio
Las bridas deslizantes son accesorios de tubería que se utilizan para conectar dos piezas de tubería. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de alta presión y están diseñadas para sujetar de forma segura la tubería en su lugar, al tiempo que permiten una fácil instalación y extracción. La brida tiene una base circular con una cara elevada, conectada a la tubería mediante tornillos y pernos.
Bridas roscadas de titanio
La brida roscada consta de dos mitades que se atornillan entre sí. Una mitad tiene una conexión roscada, mientras que la otra mitad tiene una conexión de brida compañera. Se utiliza para conectar tuberías sin soldadura, lo que la hace adecuada para sistemas donde se necesita desmontaje.
Bridas planas soldadas de placa de titanio
La brida de titanio soldada plana de placa es el tipo de brida más común, están hechas de titanio puro o aleación de titanio. La brida de titanio soldada plana se utiliza comúnmente para insertar la tubería en el orificio interior de la brida hasta la posición correcta, y luego soldar por solapamiento. Los tipos de superficie de sellado de la brida de titanio soldada plana incluyen bridas soldadas planas de panel plano y elevadas. Por lo general, se refiere a la apertura de varios orificios de fijación en la periferia de un cuerpo metálico en forma de disco, que a menudo se utilizan para conectar otras cosas. Las bridas de titanio se utilizan en pares, y los pernos conectan las dos bridas.
Las bridas de titanio, con su rendimiento integral único, juegan un papel insustituible en todos los campos clave de la industria moderna. Desde el duro entorno corrosivo de las profundidades marinas hasta las condiciones de temperatura extrema en el espacio, desde los requisitos de biocompatibilidad dentro del cuerpo humano hasta los escenarios de alta radiación de los reactores nucleares, las bridas de titanio han demostrado una adaptabilidad y fiabilidad excepcionales.
