Materials de titani en enginyeria offshore

Tant el desenvolupament de l'economia marina com el desenvolupament de les forces navals modernes requereixen el desenvolupament d'una sèrie d'equipaments marins. La pràctica demostra que els equips marins avançats, tant si es tracta d'equips de producció de petroli i gas d'aigües profundes, com de submarins nuclears, submergibles i altres equips, estan implicats en equips de titani, els materials de titani i aliatges de titani lleugers i resistents a la corrosió poden fer una contribució significativa a l'equip marí per aconseguir una alta eficiència, llarga vida i alta fiabilitat.

Així com el titani actual en el camp del desenvolupament de l'enginyeria oceànica. La Xina és el gran país de la indústria del titani del món, té un sistema d'investigació i desenvolupament, producció i aplicació de titani més perfecte, amb capacitat de producció a gran escala i reserves de tecnologia d'aplicació multifacètica, accelera el desenvolupament del titani en enginyeria marina, no només és necessari , però també factible.

En comparació amb l'acer, l'acer inoxidable, el coure, l'alumini i altres materials, la característica més destacada del titani és la baixa densitat, alta resistència, resistència a la corrosió, però també té la capacitat de resistir l'erosió de l'aigua de mar, la fragilitat no magnètica, no freda, alta permeabilitat, fàcil de formar, fosa, soldar, de manera que té una àmplia gamma d'aplicacions en diverses enginyeries marines.

El titani a l'enginyeria oceànica en gran mesura, però hi ha algunes deficiències i problemes de preocupació. L'enginyeria oceànica s'enfronta a molts reptes, principalment en cinc aspectes:

En primer lloc, en la producció de materials de titani.

A causa de l'alt punt de fusió dels materials de titani (1668), la resistència a la deformació a alta temperatura, la zona de temperatura del tractament tèrmic és estreta, la producció és difícil, especialment els materials de titani de gran mida i d'alt rendiment. No només necessiteu un gran forn de fusió al buit (forn d'arc elèctric al buit, forn de llit fred de feix d'electrons) i necessiteu equips de processament de pressió pesada (premsa de forja, laminador, extrusora, etc.). La inversió en productes de la unitat de producció de titani és enorme, fins a 30 ~ 40 milions / tona. La capacitat de producció d'equips de titani que l'acer amb les mateixes especificacions (1633,-16.00,-0,97%) és equiparable o més equip, mentre que la seva producció i la seva taxa d'utilització és només una de les les seves desenes, la qual cosa comporta uns costos de producció elevats.

En segon lloc, en el disseny del producte.

El titani té una alta resistència a la flexió ({{0}},9), un alt coeficient de resistència de soldadura (més de 0,9), mentre que el mòdul d'elasticitat, conductivitat tèrmica i coeficient d'amortiment és baix. En determinades condicions, el titani està subjecte a problemes de contacte com la corrosió per esquerdes, la corrosió de l'acoblament galvànic i la fragilitat per hidrogen. A causa de les propietats físiques, químiques i mecàniques del titani, s'han d'adoptar nous codis de disseny i especificacions tècniques (com ara el factor de seguretat, la resistència a la corrosió, les mesures de protecció contra incendis, la forma estructural, la forma de soldadura, etc.) per al disseny d'equips de titani. El coeficient d'amortiment del material de titani és petit (excepte l'aliatge de memòria de forma TiNi), en l'ús de la vibració, cal prendre mesures antivibracions. Titani en el camp industrial només unes poques dècades d'història, menys experiència de disseny, molts problemes per explorar.

En tercer lloc, en la fabricació de productes.

A causa del baix mòdul d'elasticitat del titani, el rebot de treball en fred, la baixa conductivitat tèrmica, la facilitat de desgast de la superfície, les ratllades i altres característiques, tot a la formació de peces de titani, tractament tèrmic, mecanitzat i altres dificultats, la tecnologia madura ha de ser explorat durant molt de temps.

En quart lloc, a la sol·licitud.

A causa de la forta resistència a la corrosió del titani, equips de titani per a equips "permanents" o semipermanents, el cicle d'avaluació de l'equip és molt llarg, de manera que és difícil utilitzar una unitat d'una, dues, tres generacions d'enginyers i tècnics. entendre completament l'aplicació d'un dispositiu, no es pot fer una avaluació completa i objectiva dels equips de titani.

En cinquè, en el concepte de selecció de material.

La majoria de la gent encara és difícil de trencar amb el pensament d'inèrcia "el titani és massa car". En la capacitat d'inversió limitada, és difícil utilitzar l'acer del casc és de 5 a 10 vegades més car que el material de titani per substituir l'equip marin de fabricació d'acer o coure. En comparació, la inversió única d'equips de titani és realment molt gran, i els avantatges tècnics i econòmics dels equips de titani es reflecteixen principalment pel cost de tota la vida útil, és a dir, principalment pels beneficis a llarg termini. S'ha treballat molt en l'avaluació dels beneficis i la promoció de la popularització dels materials de titani per ampliar la seva aplicació en enginyeria marina.