W ekstremalnych warunkach, takich jak przetwarzanie ropy naftowej, inżynieria morska i lotnictwo, wybór materiału zaworów często określa bezpieczeństwo i żywotność całego systemu.Powszechne stopy stali nierdzewnej lub miedzi-niklu łatwo się rozpadają w silnych kwasachTytułowe zawory, choć kosztowne, są powszechnie uznawane za "najważniejsze zawory metalowe"." Oto ich główne zalety z dziesięciu perspektyw.
Titan ma gęstość zaledwie 4,51 g/cm3, jest o około 40% lżejszy niż stal i lżejszy niż miedź, a jego wytrzymałość zbliża się lub nawet przekracza wytrzymałość niektórych stali.Jego siła specyficzna (względ siły do gęstości) zajmuje pierwsze miejsce wśród powszechnych metali konstrukcyjnychUmożliwia to tworzenie cieńszych i lżejszych zaworów, zmniejszając zużycie materiałów i obciążenia rur, co jest idealne dla rurociągów lotniczych i urządzeń mobilnych.
Tytan jest aktywny termodynamicznie, ale w powietrzu lub w mediach zawierających tlen tworzy gęstą, mocno lepką warstwę tlenkową, która chroni podłoże.Film szybko się naprawia.Ta pasywna folia pozostaje stabilna do ~315°C. W trudniejszych warunkach, obróbki powierzchniowe (tlenkowanie, pokrycie, opryskiwanie plazmowe, implantowanie jonów itp.) i stopy odporne na korozję (np. Ti-Mo,Ti-Pd, Ti-Mo-Ni) skutecznie zwalcza korozję do komórek i szczelin w kwasie siarkowym, kwasie solnym, gorącym wilgotnym chlorie i chlorydach.
Podczas gdy konwencjonalne stopy tytanu działają w temperaturze ~350~400°C, nowe stopnie wysokotemperaturowe (np. Ti‐600, IMI834) z zoptymalizowanymi mikrostrukturami i dodatkami ziem rzadkich mogą działać nieprzerwanie w temperaturze 600°C,o pojemności nieprzekraczającej 10 W.
Stopy tytanu o niskiej temperaturze (np. TA7, TC4, Ti‐2.5Zr‐1.5Mo) wykazują rosnącą wytrzymałość wraz ze spadkiem temperatury, przy niewielkiej utracie elastyczności.Utrzymują dobrą wyprężalność i wytrzymałość do -196 °C do -253 °C, unikając chłodnej kruchości ̇ idealnie nadaje się do zbiorników kryogenicznych i zbiorników magazynowych.
Tytanium wykazuje najdłuższy czas rozpadu wibracyjnego wśród zwykłych metali ( stal, miedź) w warunkach oscylacji mechanicznej lub elektrycznej.elementy kruszyw ultradźwiękowych, i wysokiej klasy głośniki.
Tytan nie jest magnetyczny i pozostaje niezmagnesowany nawet w silnych polach magnetycznych, dzięki czemu doskonale nadaje się do przewodów rurociągowych w pobliżu systemów MRI lub urządzeń lewitacji magnetycznej.Jest również nietoksyczny i biokompatybilny, więc w zaworach do produktów spożywczych/farmaceutycznych nie istnieje ryzyko zanieczyszczenia mediów jonami metalowymi.
Wskaźnik wydajności i wytrzymałości tytanu jest wysoki (0,85 - 0,95), co oznacza wąski zakres deformacji plastycznej.zapewnia zaworom wysoką odporność na trwałe deformacje w warunkach nadciśnienia, zwiększając bezpieczeństwo, a nie ryzykując szybką awarię.
Chociaż przewodność cieplna tytanu jest niższa niż w stali węglowej lub miedzi, jego doskonała odporność na korozję pozwala na znacznie cieńszą grubość ściany.kondensacja kroplowa na powierzchni tytanu i niska tendencja do skalowania znacznie zmniejszają odporność termiczną, co prowadzi do znacznie wyższej ogólnej skuteczności transferu ciepła.
Z modułem elastyczności ~106,4 GPa (tylko 52-57% stali), zawory tytanowe lepiej wchłaniają naprężenia termiczne rozszerzenia/zmniejszania i przemieszczania rur, zmniejszając ryzyko wycieku kołnierza.Ułatwia to również gięcie na zimno i prostowanie.
W wysokich temperaturach tytan łatwo reaguje z wodorem, tlenem, azotem i węglem, tworząc kruche fazy wyzwanie dla spawania i obróbki cieplnej, które wymagają ścisłej ochrony atmosfery.JednakżeW technologii próżniowej i magazynowania wodoru właściwość ta jest wykorzystywana jako getter do utrzymania wysokiej próżni.
