Materijali od titana u offshore inženjerstvu

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

Kao i trenutni titan u području oceanskog inženjeringa vrijeme razvoja. Kina je velika zemlja svjetske industrije titana, ima savršeniji sustav istraživanja i razvoja, proizvodnje i primjene titana, s velikim proizvodnim kapacitetom i rezervama tehnologije višestruke primjene, ubrzava razvoj titana u pomorskom inženjerstvu, ne samo da je potrebno , ali i izvedivo.

U usporedbi s čelikom, nehrđajućim čelikom, bakrom, aluminijem i drugim materijalima, najistaknutija značajka titana je niska gustoća, velika čvrstoća, otpornost na koroziju, ali također ima sposobnost otpornosti na eroziju morskom vodom, nemagnetsku, nehladnu krtost, visoku propusnost, jednostavan za oblikovanje, lijevanje, zavarivanje, tako da ima široku primjenu u raznim brodogradnji.

Titan je u velikoj mjeri u inženjerstvu oceana, ali postoje neki nedostaci i pitanja koja zabrinjavaju. Oceansko inženjerstvo suočava se s mnogim izazovima, uglavnom u pet aspekata:

Prvo, u proizvodnji materijala od titana.

Zbog visokog tališta titanovih materijala (1668), otpornosti na deformacije pri visokim temperaturama, temperaturna zona toplinske obrade je uska, proizvodnja je teška, posebno velikih titanskih materijala visokih performansi. Potrebna je ne samo velika vakuumska peć za taljenje (vakuumska elektrolučna peć, peć s hladnim slojem s elektronskim snopom) nego i oprema za obradu pod teškim pritiskom (kovačka preša, valjaonica, ekstruder itd.). Ulaganje u proizvode proizvodne jedinice titana je ogromno, do 30 ~ 40 milijuna / tona. Kapacitet proizvodnje opreme od titana od čelika iste specifikacije (1633,-16.00,-0.97%) je usporediv ili više opreme, dok je njegov učinak i stopa iskorištenja opreme samo jedan od njegovih desetaka, što dovodi do visokih troškova proizvodnje.

Drugo, u dizajnu proizvoda.

Titan ima visoku čvrstoću na savijanje ({{0}}.9), visok koeficijent čvrstoće zavara (više od 0,9), dok je modul elastičnosti, toplinska vodljivost i koeficijent prigušenja nizak. Pod određenim uvjetima, titan je podložan kontaktnim problemima kao što su pukotinska korozija, korozija galvanskog spoja i vodikova krtost. Zbog fizikalnih, kemijskih i mehaničkih svojstava titana, novi kodovi dizajna i tehničke specifikacije (kao što su faktor sigurnosti, dodatak za koroziju, mjere zaštite od požara, strukturni oblik, oblik zavara itd.) trebaju se usvojiti za dizajn opreme od titana. Koeficijent prigušenja materijala od titana je mali (osim TiNi legure s pamćenjem oblika), u korištenju vibracija potrebno je poduzeti mjere protiv vibracija. Titan u industrijskom području ima samo nekoliko desetljeća povijesti, manje dizajnerskog iskustva, mnoga pitanja koja treba istražiti.

Treće, u proizvodnji proizvoda.

Zbog niskog modula elastičnosti titana, otpora hladnog rada, niske toplinske vodljivosti, lake površine za habanje, ogrebotina i drugih karakteristika, sve do oblikovanja dijelova od titana, toplinske obrade, strojne obrade i drugih poteškoća, zrela tehnologija treba biti istraživao dugo vremena.

Četvrto, u aplikaciji.

Zbog jake otpornosti na koroziju titana, opreme od titana za "trajnu" ili polutrajnu opremu, ciklus procjene opreme je vrlo dug, tako da je korištenje jedinice od jedne, dvije, tri generacije inženjera i tehničara teško u potpunosti razumjeti primjenu uređaja, ne može napraviti sveobuhvatnu i objektivnu procjenu opreme od titana.

Peto, u konceptu odabira materijala.

Većini ljudi još uvijek je teško probiti se kroz inercijsko razmišljanje "titan je preskup". U ograničenom kapacitetu ulaganja, teško je koristiti čelik trupa koji je 5 do 10 puta skuplji od materijala od titana za zamjenu brodske opreme za proizvodnju čelika ili bakra. Usporedno govoreći, jednokratno ulaganje u opremu od titana doista je vrlo veliko, a tehničke i ekonomske prednosti opreme od titana uglavnom se odražavaju kroz troškove cijelog životnog vijeka, odnosno uglavnom kroz dugoročne koristi. Puno se radilo na procjeni prednosti i poticanju popularizacije titanskih materijala za proširenje njihove primjene u brodogradnji.