Titanovi materiali v inženirstvu na morju

Tako razvoj pomorskega gospodarstva kot razvoj sodobnih pomorskih sil zahtevata razvoj vrste pomorske opreme. Praksa kaže, da je napredna pomorska oprema, ne glede na to, ali gre za opremo za globokomorsko proizvodnjo nafte in plina ali jedrske podmornice, podmornice in drugo opremo, vključena v opremo iz titana, lahki materiali iz titana in titanovih zlitin, odporni proti koroziji, lahko pomembno prispevajo k pomorsko opremo za doseganje visoke učinkovitosti, dolge življenjske dobe in visoke zanesljivosti.

Kot tudi trenutni titan na področju razvoja oceanskega inženiringa. Kitajska je velika država svetovne industrije titana, ima bolj popoln sistem raziskav in razvoja titana, proizvodnje in uporabe, z obsežno proizvodno zmogljivostjo in večplastnimi tehnološkimi rezervami za uporabo, pospešuje razvoj titana v pomorskem inženiringu, ne samo, da je potreben , ampak tudi izvedljivo.

V primerjavi z jeklom, nerjavnim jeklom, bakrom, aluminijem in drugimi materiali je najpomembnejša značilnost titana nizka gostota, visoka trdnost, odpornost proti koroziji, ima pa tudi sposobnost odpornosti proti eroziji morske vode, nemagnetna, nehladna krhkost, visoka prepustnost, enostaven za oblikovanje, ulivanje, varjenje, tako da ima širok spekter uporabe v različnih pomorskih tehnikah.

Titan je v oceanskem inženirstvu v veliki meri, vendar obstajajo nekatere pomanjkljivosti in vprašanja, ki vzbujajo skrb. Oceansko inženirstvo se sooča s številnimi izzivi, predvsem v petih vidikih:

Prvič, v proizvodnji materialov iz titana.

Zaradi visokega tališča titanovih materialov (1668), odpornosti proti deformacijam pri visoki temperaturi, temperaturno območje toplotne obdelave je ozko, proizvodnja je težka, zlasti velikih, visokozmogljivih titanovih materialov. Ne potrebujete samo velike vakuumske talilne peči (vakuumska elektroobločna peč, peč s hladnim slojem z elektronskim žarkom) in potrebujete tudi visokotlačno procesno opremo (kovaška stiskalnica, valjarna, ekstruder itd.). Naložbe v enoto za proizvodnjo titana so ogromne, do 30 ~ 40 milijonov / tono. Zmogljivost proizvodnje opreme iz titana kot jekla z istimi specifikacijami (1633,-16.00,-0.97%) je primerljiva ali večja oprema, medtem ko je njegova proizvodnja in stopnja izkoriščenosti opreme le ena od njegovih desetin, kar vodi do visokih proizvodnih stroškov.

Drugič, pri oblikovanju izdelka.

Titan ima visoko upogibno trdnost ({{0}}.9), visok koeficient zvarne trdnosti (več kot 0,9), medtem ko je modul elastičnosti, toplotna prevodnost in koeficient dušenja nizek. Pod določenimi pogoji je titan podvržen kontaktnim težavam, kot so špranjska korozija, korozija galvanske sklopke in vodikova krhkost. Zaradi fizikalnih, kemičnih in mehanskih lastnosti titana je treba za načrtovanje opreme iz titana sprejeti nove konstrukcijske kode in tehnične specifikacije (kot so varnostni faktor, dodatek proti koroziji, protipožarni ukrepi, strukturna oblika, oblika zvara itd.). Koeficient dušenja materiala iz titana je majhen (razen zlitine s spominom oblike TiNi), pri uporabi vibracij je treba sprejeti ukrepe proti vibracijam. Titan na industrijskem področju le nekaj desetletij zgodovine, manj izkušenj pri oblikovanju, veliko vprašanj, ki jih je treba raziskati.

Tretjič, v proizvodnji izdelkov.

Zaradi nizkega modula elastičnosti titana, odboja pri hladni obdelavi, nizke toplotne prevodnosti, enostavne obrabljive površine, prask in drugih značilnosti, vse do oblikovanja delov iz titana, toplotne obdelave, strojne obdelave in drugih težav, je potrebna zrela tehnologija dolgo raziskovali.

Četrtič, v aplikaciji.

Zaradi močne korozijske odpornosti titana, opreme iz titana za "stalno" ali poltrajno opremo je cikel ocenjevanja opreme zelo dolg, tako da je uporaba enote ene, dveh, treh generacij inženirjev in tehnikov težko v celoti razumejo uporabo naprave, ne morejo narediti celovite in objektivne ocene opreme iz titana.

Petič, v konceptu izbire materiala.

Večina ljudi se še vedno težko prebije skozi inercijsko razmišljanje "titan je predrag". Zaradi omejene naložbene zmogljivosti je težko uporabiti jeklo trupa, ki je 5- do 10-krat dražje od titanovega materiala, da bi nadomestil pomorsko opremo za proizvodnjo jekla ali bakra. Primerjalno gledano je enkratna naložba v opremo iz titana res zelo velika, tehnične in ekonomske prednosti opreme iz titana pa se odražajo predvsem v stroških celotne življenjske dobe, torej predvsem v dolgoročnih koristih. Veliko dela je bilo opravljenega pri oceni koristi in spodbujanju popularizacije titanovih materialov za razširitev njihove uporabe v pomorskem inženirstvu.