Titánové materiály v offshore inžinierstve

Rozvoj námorného hospodárstva aj rozvoj moderných námorných síl si vyžadujú vývoj série námorných zariadení. Prax ukazuje, že na titánových zariadeniach sa podieľajú vyspelé námorné zariadenia, či už ide o hlbokomorské zariadenia na ťažbu ropy a zemného plynu, alebo jadrové ponorky, ponorky a iné zariadenia, pričom ľahké, korózii odolné materiály z titánu a zliatin titánu môžu významne prispieť k námorné vybavenie na dosiahnutie vysokej účinnosti, dlhej životnosti a vysokej spoľahlivosti.

Rovnako ako súčasný titán v oblasti vývoja oceánskeho inžinierstva čas. Čína je veľkou krajinou svetového titánového priemyslu, má dokonalejší výskum a vývoj, výrobu a aplikačný systém titánu, s rozsiahlou výrobnou kapacitou a mnohostrannými aplikačnými technologickými rezervami, nielenže je potrebný vývoj titánu v námornom strojárstve. , ale aj uskutočniteľné.

V porovnaní s oceľou, nehrdzavejúcou oceľou, meďou, hliníkom a inými materiálmi je najvýznamnejšou vlastnosťou titánu nízka hustota, vysoká pevnosť, odolnosť proti korózii, ale má tiež schopnosť odolávať erózii morskou vodou, nemagnetické, nekrehnutie za studena, vysoká priepustnosť, ľahko sa tvaruje, odlieva, zvára, takže má široké uplatnenie v rôznom námornom strojárstve.

Titán v oceánskom inžinierstve vo veľkom, ale existujú určité nedostatky a problémy. Oceánske inžinierstvo čelí mnohým výzvam, najmä v piatich aspektoch:

Po prvé, pri výrobe titánových materiálov.

Vzhľadom na vysokú teplotu topenia titánových materiálov (1668), odolnosť proti deformácii pri vysokej teplote, teplotná zóna tepelného spracovania je úzka, výroba je ťažká, najmä veľké, vysokovýkonné titánové materiály. Potrebujete nielen veľkú vákuovú taviacu pec (vákuová elektrická oblúková pec, pec so studeným lôžkom s elektrónovým lúčom) a potrebujete ťažké zariadenie na spracovanie tlaku (kováčsky lis, valcovňa, extrudér atď.). Investície do výroby titánových produktov sú obrovské, až 30 ~ 40 miliónov / tonu. Výrobná kapacita zariadenia na výrobu titánu ako ocele rovnakej špecifikácie (1633,-16.00,-0,97 %) je porovnateľná alebo viac zariadení, pričom jeho výkon a miera využitia zariadení je len jedna z jeho desiatky, čo vedie k vysokým výrobným nákladom.

Po druhé, v dizajne produktu.

Titán má vysokú pevnosť v ohybe ({{0}}.9), vysoký koeficient pevnosti zvaru (viac ako 0,9), zatiaľ čo modul pružnosti, tepelná vodivosť a koeficient tlmenia sú nízke. Za určitých podmienok je titán vystavený problémom s kontaktom, ako je štrbinová korózia, korózia galvanickej väzby a vodíkové skrehnutie. Kvôli fyzikálnym, chemickým a mechanickým vlastnostiam titánu by sa pri navrhovaní titánových zariadení mali prijať nové konštrukčné kódy a technické špecifikácie (ako je bezpečnostný faktor, korózna tolerancia, protipožiarne opatrenia, konštrukčný tvar, tvar zvaru atď.). Koeficient tlmenia titánového materiálu je malý (okrem zliatiny s tvarovou pamäťou TiNi), pri používaní vibrácií je potrebné prijať antivibračné opatrenia. Titán do priemyselnej oblasti má len niekoľko desaťročí histórie, menej skúseností s dizajnom, veľa problémov, ktoré treba preskúmať.

Po tretie, vo výrobe produktov.

Kvôli nízkemu modulu pružnosti titánu, odrazu pri práci za studena, nízkej tepelnej vodivosti, ľahkému opotrebeniu povrchu, škrabancom a iným vlastnostiam, všetkým formám titánových častí, tepelnému spracovaniu, obrábaniu a iným ťažkostiam, je potrebné vyspelú technológiu. dlho skúmané.

Po štvrté, v aplikácii.

Vzhľadom na silnú odolnosť titánu proti korózii, titánové vybavenie pre „permanentné“ alebo semipermanentné zariadenia, je cyklus hodnotenia zariadení veľmi dlhý, takže použitie jednotky jednej, dvoch, troch generácií inžinierov a technikov je ťažké. plne pochopiť aplikáciu zariadenia, nemôže urobiť komplexné a objektívne hodnotenie titánového zariadenia.

Po piate, v koncepcii výberu materiálu.

Pre väčšinu ľudí je stále ťažké prelomiť zotrvačné myslenie „titán je príliš drahý“. Pri obmedzenej investičnej kapacite je ťažké použiť trupovú oceľ, ktorá je 5 až 10-krát drahšia ako titánový materiál na nahradenie námorného zariadenia na výrobu ocele alebo medi. V porovnaní s tým, jednorazová investícia do titánového zariadenia je skutočne veľmi veľká a technické a ekonomické výhody titánového zariadenia sa odrážajú najmä v nákladoch na celý život, teda hlavne v dlhodobých výhodách. Veľa práce sa urobilo pri hodnotení výhod a podpore popularizácie titánových materiálov s cieľom rozšíriť ich použitie v námornom inžinierstve.