Titanijumski materijali u offshore inženjeringu

I razvoj pomorske privrede i razvoj modernih pomorskih snaga zahtijevaju razvoj niza pomorske opreme. Praksa pokazuje da je napredna pomorska oprema, bilo da se radi o opremi za proizvodnju nafte i plina u dubokom moru, ili o nuklearnim podmornicama, podmornicama i drugoj opremi, uključena u opremu od titana, lagani, otporni na koroziju titan i materijali od legura titana mogu dati značajan doprinos pomorska oprema za postizanje visoke efikasnosti, dugog vijeka trajanja i visoke pouzdanosti.

Kao i trenutni titanijum u oblasti razvoja okeanskog inženjeringa. Kina je velika zemlja u svjetskoj industriji titana, ima savršeniji sistem istraživanja i razvoja, proizvodnje i primjene titana, s velikim proizvodnim kapacitetom i višestrukim rezervama tehnologije primjene, ubrzava razvoj titana u pomorskom inženjerstvu, ne samo da je potrebno , ali i izvodljivo.

U poređenju sa čelikom, nerđajućim čelikom, bakrom, aluminijumom i drugim materijalima, najistaknutija karakteristika titana je niska gustina, visoka čvrstoća, otpornost na koroziju, ali takođe ima sposobnost da se odupre eroziji morske vode, nemagnetnoj, nehladnoj krtosti, visokoj propusnosti, lak za formiranje, livenje, zavarivanje, tako da ima širok spektar primene u raznim brodogradnji.

Titanijum u okeanskom inženjerstvu u velikoj meri, ali postoje neki nedostaci i problemi koji zabrinjavaju. Okeansko inženjerstvo se suočava sa mnogim izazovima, uglavnom u pet aspekata:

Prvo, u proizvodnji titanijumskih materijala.

Zbog visoke tačke topljenja titanijumskih materijala (1668), otpornosti na deformaciju pri visokim temperaturama, temperaturna zona termičke obrade je uska, proizvodnja je teška, posebno velikih dimenzija, titanijumskih materijala visokih performansi. Ne samo da je potrebna velika vakuumska peć za topljenje (vakumska elektrolučna peć, peć s hladnim krevetom s elektronskim snopom) i potrebna je oprema za obradu pod pritiskom (presa za kovanje, valjaonica, ekstruder, itd.). Ulaganje u jedinicu proizvodnje titana je ogromno, do 30 ~ 40 miliona po toni. Kapacitet proizvodnje opreme od titana od čelika iste specifikacije (1633,-16.00,-0.97%) je uporediv ili više opreme, dok je njegova proizvodnja i stopa iskorištenosti opreme samo jedan od desetine, što dovodi do visokih troškova proizvodnje.

Drugo, u dizajnu proizvoda.

Titanijum ima visoku čvrstoću na savijanje ({{0}}},9), visok koeficijent čvrstoće zavara (više od 0,9), dok je modul elastičnosti, toplotne provodljivosti i koeficijent prigušenja nizak. Pod određenim uslovima, titanijum je podložan kontaktnim problemima kao što su korozija u pukotinama, korozija galvanske sprege i krhkost vodonika. Zbog fizičkih, hemijskih i mehaničkih svojstava titanijuma, za projektovanje opreme od titanijuma treba usvojiti nove dizajnerske šifre i tehničke specifikacije (kao što su faktor sigurnosti, dodatak na koroziju, mere zaštite od požara, oblik konstrukcije, oblik zavara itd.). Koeficijent prigušenja materijala od titana je mali (osim legure sa memorijom oblika TiNi), u korištenju vibracija potrebno je poduzeti mjere protiv vibracija. Titanijum u industrijskom polju samo nekoliko decenija istorije, manje iskustva u dizajnu, mnoga pitanja koja treba istražiti.

Treće, u proizvodnji proizvoda.

Zbog niskog modula elastičnosti titanijuma, odskoka pri hladnom obradi, niske toplotne provodljivosti, lake za habanje površine, ogrebotina i drugih karakteristika, sve do formiranja delova od titanijuma, termičke obrade, mašinske obrade i drugih poteškoća, potrebna je zrela tehnologija. dugo istraženo.

Četvrto, u aplikaciji.

Zbog jake otpornosti na koroziju titanijuma, titanijumske opreme za "stalnu" ili polutrajnu opremu, ciklus procene opreme je veoma dug, tako da je korišćenje jedinice od jedne, dve, tri generacije inženjera i tehničara teško izvodljivo. u potpunosti shvatiti primjenu uređaja, ne može napraviti sveobuhvatnu i objektivnu procjenu opreme od titana.

Peto, u konceptu odabira materijala.

Većini ljudi i dalje je teško probiti se kroz inerciono razmišljanje „titanijum je preskup“. U ograničenom kapacitetu ulaganja, teško je koristiti čelik za trup koji je 5 do 10 puta skuplji od materijala titana za zamjenu brodske opreme za proizvodnju čelika ili bakra. Uporedno govoreći, jednokratno ulaganje u opremu od titanijuma je zaista veoma veliko, a tehničke i ekonomske prednosti opreme od titanijuma uglavnom se ogledaju u troškovima celog života, odnosno uglavnom kroz dugoročne koristi. Mnogo je urađeno na procjeni koristi i promociji popularizacije titanijumskih materijala kako bi se proširila njihova primjena u pomorskom inženjerstvu.