Przemysłowe zastosowania tytanu

Tytan posiada doskonałe właściwości, co powoduje jego szerokie zastosowanie. Główne obszary zastosowań obejmują: przemysł lotniczy, stoczniowy, chemiczny i petrochemiczny, transport, broń, inżynierię morską, energetykę, budownictwo, metalurgię, sprzęt medyczny, sprzęt sportowy, towary konsumpcyjne i przemysł lekki. W Stanach Zjednoczonych i Rosji około 80% materiałów przetworzonych tytanem wykorzystuje się w sektorze lotniczym. Z drugiej strony w Japonii i Chinach 80% wykorzystuje się w przemyśle chemicznym, przemyśle cywilnym i towarach konsumpcyjnych. Globalnie w 2005 roku popyt na tytan rozkładał się następująco: przemysł lotniczy 35%, wojskowy 12%, przemysł 38%, cywilny i inny 15%.

 

W przemyśle zbrojeniowym tytan jest stosowany w: czołgach, pojazdach opancerzonych, rakietach, korpusach artylerii różnej wielkości, karabinach maszynowych, miotaczach ognia, hełmach, kamizelkach kuloodpornych i rękawicach-przeciwwybuchowych.

W przemyśle metalurgicznym tytan wykorzystuje się w: pojemnikach odpornych na korozję-, ogniwach elektrolitycznych, reaktorach, koncentratorach, separatorach, wymiennikach ciepła, chłodnicach, różnych pompach i zaworach, łopatkach turbin, rurach łączących i armaturze. W inżynierii morskiej tytan stosowany jest w: odsalaniu wody morskiej, przybrzeżnych odwiertach ropy naftowej i morskich elektrowniach cieplnych.

W sprzęcie sportowym tytan stosowany jest w: kijach golfowych, główkach kijów, rakietach tenisowych, maskach do szermierki, mieczach, kolcach sprinterskich, sprzęcie alpinistycznym, nartach, butach narciarskich, kijkach narciarskich, łyżwach, piankach, sprzęcie wędkarskim, masztach do namiotów itp.

W towarach codziennego użytku tytan stosowany jest w: oprawkach okularów, zegarkach, komputerach, aparatach fotograficznych, konsolach do gier, telefonach komórkowych, antenach, instrumentach muzycznych, przyborach kuchennych i wyrobach rękodzielniczych.

 

Przemysł lotniczy

Przemysł lotniczy był jednym z pierwszych sektorów zajmujących się badaniami i zastosowaniem tytanu i stopów tytanu. Bez tytanu wyprodukowanie naddźwiękowego samolotu o prędkości 2,7 Macha byłoby praktycznie niemożliwe. Stopy tytanu są stosowane głównie w konstrukcjach samolotów na ramy, poszycia, grodzi kadłuba, podwozia, ściany ogniowe, skrzydła, stateczniki ogonowe, belki wzdłużne, baldachimy, multiplikatory, stępki,-szybko działające hamulce, urządzenia zatrzymujące, mocowania, koła przednie, ramy łukowe, szyny klap, winglety, znaki drogowe i tablice sygnalizacyjne itp.

 

Przemysł lotniczy

Zastosowania tytanu w przemyśle lotniczym zaowocowały zmniejszeniem masy startowej, zwiększeniem zasięgu i oszczędnościami, co czyni go popularnym materiałem. W rakietach, pociskach rakietowych i przemyśle lotniczym stosuje się go do zbiorników ciśnieniowych, zbiorników paliwa, obudów silników rakietowych, tulei dysz rakietowych, zewnętrznych powłok satelitów, kabin załogowych statków kosmicznych (poszycie i rama konstrukcyjna), podwozia, lądowników księżycowych i układów napędowych. Oprócz czystego tytanu przemysłowego Ti64 (ELI) i Ti-5Al-2,5Sn (ELI), tytan lotniczy stosowany obejmuje również materiały kompozytowe Ti-7Al-4Mo, Ti-3Al-2,5V, Ti-13V11Cr-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al i Ti/B-Al.

 

Okrętownictwo

Tytan i stopy tytanu są szeroko stosowane w atomowych okrętach podwodnych,-głębokomorskich jednostkach podwodnych,-lodołamaczach o napędzie atomowym, wodolotach, poduszkowcach, trałowcach, a także śrubach napędowych, antenach biczowych, rurociągach wody morskiej, skraplaczach, wymiennikach ciepła, urządzeniach akustycznych i sprzęcie-przeciwpożarowym. Główne stopy obejmują przemysłowy czysty tytan, Ti64, Ti64ELI, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo, Ti-3Al2,5V, IIT-3B i IIT-7M.

 

Pojazdy transportowe

Tytan jest szeroko stosowany w samochodach, głównie w korbowodach, wałach korbowych, pierścieniach ustalających, zaworach, zaworach wlotowych, zaworach wydechowych, uszczelkach przewodów ciśnieniowych hamulców, śrubach felg, zębatkach i zębatkach układu kierowniczego, resorach, tłumikach, układach wydechowych, tulejach i łożyskach kół, różnych-półosiach i elementach złącznych. Najbardziej widoczne zalety stosowania stopów tytanu w częściach samochodowych to: zmniejszona waga, wydłużona żywotność, zwiększona niezawodność, oszczędność paliwa, brak szkodliwych metali, takich jak ołów i kobalt, odporność na korozję i znacznie poprawiona-odporność na wysokie temperatury.

Tytan jest stosowany głównie w motocyklach na rury wydechowe, tłumiki, tuleje, sprężyny zawieszenia, koła łańcuchowe, łańcuchy napędowe i śruby.

 

Przemysł Chemiczny

Materiały tytanowe stosowane są w przemyśle chemicznym i petrochemicznym na ogniwa elektrolityczne (elektrody), reaktory, koncentratory, separatory, wymienniki ciepła, chłodnice, wieże absorpcyjne, rury łączące, armaturę (kołnierze, śruby, nakrętki), uszczelki, pompy i zawory. Największym konsumentem tytanu w przemyśle chemicznym jest produkcja chloro-alkalii, odpowiadająca za 50% całkowitego zużycia tytanu, następnie soda kalcynowana – 20%, tworzywa sztuczne – 17%, organiczne chemikalia – 10% i nieorganiczne chemikalia – 3%. Wśród różnych urządzeń chemicznych wykorzystujących tytan najpopularniejsze są wymienniki ciepła, odpowiadające za 52% zużycia materiału tytanowego, następnie anody – 24%, pojemniki, rury, pompy i zawory – 19%, a inne – 5%. Zalety sprzętu tytanowego zilustrowano poniżej na przykładzie wymienników ciepła, tytanowo-metalowych anod i chłodnic mokrego chloru gazowego.