Titaniummaterialen in offshore engineering

Zowel de ontwikkeling van de maritieme economie als de ontwikkeling van moderne zeestrijdkrachten vereisen de ontwikkeling van een reeks scheepsuitrusting. De praktijk leert dat geavanceerde maritieme uitrusting, of het nu gaat om diepzeeolie- en gasproductieapparatuur, of kernonderzeeërs, duikboten en andere apparatuur, betrokken is bij titaniumapparatuur; lichtgewicht, corrosiebestendige titanium- en titaniumlegeringsmaterialen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de uitrusting van zeeschepen om een ​​hoog rendement, een lange levensduur en hoge betrouwbaarheid te bereiken.

Evenals het huidige titanium op het gebied van de ontwikkelingstijd van oceaantechniek. China is 's werelds grootste land voor de titaniumindustrie, heeft een perfecter titaniumonderzoek- en ontwikkelings-, productie- en toepassingssysteem, met grootschalige productiecapaciteit en veelzijdige toepassingstechnologiereserves, versnelt de ontwikkeling van titanium in de waterbouwkunde, het is niet alleen noodzakelijk , maar ook haalbaar.

Vergeleken met staal, roestvrij staal, koper, aluminium en andere materialen, is het meest opvallende kenmerk van titanium een ​​lage dichtheid, hoge sterkte, corrosieweerstand, maar heeft het ook het vermogen om zeewatererosie, niet-magnetische, niet-koude verbrossing, hoge permeabiliteit te weerstaan, eenvoudig te vormen, gieten, lassen, waardoor het een breed scala aan toepassingen kent in diverse waterbouwkunde.

Titanium speelt een grote rol in de oceaantechniek, maar er zijn enkele tekortkomingen en punten van zorg. Oceaantechniek staat voor veel uitdagingen, voornamelijk op vijf aspecten:

Ten eerste bij de productie van titaniummaterialen.

Vanwege het hoge smeltpunt van titaniummaterialen (1668), vervormingsweerstand bij hoge temperaturen, is de temperatuurzone voor warmtebehandeling smal, de productie is moeilijk, vooral grote, hoogwaardige titaniummaterialen. Er is niet alleen een grote vacuümsmeltoven nodig (vacuüm-elektroboogoven, koudbedoven met elektronenbundel) en er is verwerkingsapparatuur voor zware druk nodig (smeedpers, walserij, extruder, enz.). De productinvesteringen in de titaniumproductie-eenheid zijn enorm, tot 30 ~ 40 miljoen / ton. De productiecapaciteit van titaniumapparatuur dan staal met dezelfde specificatie (1633,-16.00,-0.97%) is vergelijkbaar of meer apparatuur, terwijl de output en de bezettingsgraad van de apparatuur slechts een van de het zijn er tientallen, wat leidt tot hoge productiekosten.

Ten tweede in productontwerp.

Titanium heeft een hoge buigsterkte ({0}}.9), een hoge lassterktecoëfficiënt (meer dan 0,9), terwijl de elasticiteitsmodulus, thermische geleidbaarheid en dempingscoëfficiënt laag zijn. Onder bepaalde omstandigheden is titanium onderhevig aan contactproblemen zoals spleetcorrosie, galvanische koppelingscorrosie en waterstofverbrossing. Vanwege de fysische, chemische en mechanische eigenschappen van titanium moeten nieuwe ontwerpcodes en technische specificaties (zoals veiligheidsfactor, corrosietolerantie, brandbeveiligingsmaatregelen, structurele vorm, lasvorm, enz.) worden aangenomen voor het ontwerp van titaniumapparatuur. De dempingscoëfficiënt van titaniummateriaal is klein (behalve TiNi-legering met vormgeheugen), bij het gebruik van trillingen moeten anti-vibratiemaatregelen worden genomen. Titanium op industrieel gebied slechts een paar decennia geschiedenis, minder ontwerpervaring, veel kwesties die moeten worden onderzocht.

Ten derde, in de productie van producten.

Vanwege de lage elasticiteitsmodulus van titanium, de terugvering bij koud bewerken, de lage thermische geleidbaarheid, het gemakkelijk slijten van het oppervlak, krassen en andere kenmerken, allemaal tot het vormen van titaniumonderdelen, warmtebehandeling, machinale bewerking en andere problemen, moet volwassen technologie worden ontwikkeld. lange tijd verkend.

Ten vierde, in de aanvraag.

Vanwege de sterke corrosieweerstand van titanium, titaniumapparatuur voor de "permanente" of semi-permanente apparatuur, is de beoordelingscyclus van apparatuur erg lang, zodat het gebruik van een eenheid van één, twee, drie generaties ingenieurs en technici moeilijk is volledig begrijpen van de toepassing van een apparaat, kan geen alomvattende en objectieve evaluatie van titaniumapparatuur maken.

Ten vijfde, in het concept van materiaalkeuze.

Voor de meeste mensen is het nog steeds moeilijk om het traagheidsdenken van "titanium is te duur" te doorbreken. In de beperkte investeringscapaciteit is het moeilijk om het rompstaal te gebruiken dat 5 tot 10 keer duurder is dan het titaniummateriaal ter vervanging van staal- of koperproductie-uitrusting van zeeschepen. Relatief gezien is de eenmalige investering in titaniumapparatuur inderdaad erg groot, en de technische en economische voordelen van titaniumapparatuur worden voornamelijk weerspiegeld in de kosten over de gehele levensduur, dat wil zeggen voornamelijk in de voordelen op de lange termijn. Er is veel werk verricht bij het beoordelen van de voordelen en het bevorderen van de popularisering van titaniummaterialen om hun toepassing in de waterbouw uit te breiden.