Aplicació i desenvolupament de canonades d'aliatge de titani de gran diàmetre per a ús marí

Aplicació i desenvolupament de canonades d'aliatge de titani de gran diàmetre per a la marina

La demanda de diversos tipus de canonades metàl·liques d’alta resistència i resistents a la corrosió que s’utilitzen en equips de gran escala en el camp està mostrant un augment substancial. Com que cal utilitzar canonades metàl·liques en entorns marins complexos i durs (forta corrosió, tifó, forta convecció, alta temperatura, alta pressió, adhesió biològica), tenen requisits extremadament alts de resistència a la corrosió. El titani i els aliatges de titani tenen una alta duresa, no magnètics. Els avantatges únics com la baixa densitat i una excel·lent resistència a la corrosió s’han convertit en el material més ideal per a equips a gran escala en els camps esmentats anteriorment. Molta experiència ha confirmat que la vida útil del sistema de canonades d’acer d’aliatge baix és de 1-2 anys i la vida útil del sistema de canonades Cu / Ni és de només 6-8 anys, molt per sota dels requisits de vida útil del disseny de canonades d’aigua de mar. El titani té les característiques d'alta resistència, elevada duresa, alta resistència específica, pes lleuger, no magnètic, resistència a la corrosió de l'aigua de mar i corrosió atmosfèrica marina. La vida útil de la corrosió de les canonades de titani i aliatge de titani és de més de 120.000 hores i la vida útil és superior a 60 anys. En condicions de treball, la vida útil completa del material d'aliatge de titani és inigualable per a altres materials metàl·lics i es pot reciclar 100% inofensivament després de finalitzar la vida útil de l'equip. Per tant, és el millor material per a equips marins.

Característiques dels equips marins

① L’equipament marítim és un gran edifici metàl·lic amb un gran tonatge, un elevat cost d’inversió i una gran pèrdua de danys.

②El sistema té una estructura complexa, funcions completes, condicions de treball complexes i dures, requisits d’alta fiabilitat i tècniques de construcció difícils.

ExtensionL’extensió de la vida material és de gran importància per garantir la integritat, la fiabilitat i la seguretat dels equips i les estructures marines i per promoure la protecció dels recursos i el desenvolupament sostenible.

④ La millora del rendiment dels equips marins implica principalment millorar la resistència a la corrosió, el pes lleuger, l’aplicació de materials d’alta resistència i resistència, la fiabilitat i l’economia del producte durant tot el cicle de vida.

Els avantatges decanonades d'aliatge de titani

L’aliatge de titani té una sèrie de característiques importants com ara un alt punt de fusió, baixa densitat, alta resistència, resistència a la corrosió, superconductivitat, memòria de forma i emmagatzematge d’hidrogen. S'utilitza àmpliament en aviació, aeroespacial, vaixells, energia nuclear, mèdica, química, metal·lúrgica, electrònica, esportiva. Els camps de lleure i construcció es coneixen com a" tercer metall" ;," ; aire metall" i" ocean metal" ;. Les canonades s’utilitzen per als canals de transmissió de mitjans gasosos i líquids. Són productes bàsics en diversos camps de l’economia nacional. Les canonades d'aliatge de titani s'utilitzen en motors d'aviació, vehicles aeroespacials i oleoductes a causa del seu pes lleuger i la seva excel·lent resistència a la corrosió. Els equips químics, la construcció d’ambients marins i diverses plataformes d’explotació marines tenen una àmplia gamma d’aplicacions, com ara centrals elèctriques costaneres, exploració i transport marítim de petroli i gas, dessalinització d’aigua de mar, producció química marina, producció de sal alcalina, equips de refinació de petroli, etc. ., i les perspectives són molt àmplies.

La promoció i aplicació de materials de titani és una de les direccions de desenvolupament tecnològic més importants per als equips de construcció naval i enginyeria marina. Els tubs d’aliatge de titani s’han utilitzat àmpliament en vaixells i equips d’enginyeria marina als països desenvolupats. S'utilitza un gran nombre de materials de titani per millorar la seguretat i la fiabilitat dels equips, reduir el volum d'equips, reduir la qualitat i reduir significativament els accidents de danys dels equips i els temps de manteniment. Amplieu molt la vida útil.

Característiques de rendiment del processament de canonades d'aliatge de titani

L’aliatge de titani té una baixa plasticitat a temperatura ambient i una gran resistència a la deformació, però té una bona plasticitat i baixa resistència a la deformació a la zona bifàsica α + β i a la zona β-fase. Per tant, la formació i fabricació de materials d’aliatge de titani o la preparació de diversos perfils (plaques), varetes, tubs, etc.) s’han d’escalfar fins al punt de transició de fase.

Com que els aliatges de titani són propensos a reaccionar químicament amb oxigen, nitrogen, carboni, etc. a altes temperatures i són fàcils d’absorbir l’hidrogen, el rendiment de deformació dels aliatges de titani es redueix dràsticament i es afecta el rendiment de servei del material. A més, la baixa conductivitat tèrmica dels aliatges de titani sol provocar escalfament de grans espais en blanc. Això provoca una gran diferència de temperatura en seccions transversals, que pot provocar fàcilment esquerdes durant el procés de deformació; a més, el rang de temperatura de la zona de deformació de l'aliatge de titani és estret i la velocitat de deformació és més sensible i, en general, s'ha de deformar a una velocitat inferior; al mateix temps, la velocitat de refredament després de la deformació afecta directament la seva temperatura ambient. L’estructura d’equilibri i el rendiment de servei dels components, per tant, la temperatura de deformació s’ha de mantenir constant durant el procés de deformació o s’han de prendre mesures per reduir la velocitat de temperatura caiguda perquè tingui suficient plasticitat.

anàlisi de la tecnologia de preparació de canonades d'aliatge de titani de gran diàmetre del meu país &

El procés tradicional de producció de canonades sense soldadura d’aliatge de titani és el perforació per extrusió, perforació de laminació transversal + laminació en fred, perforació i avorrit de múltiples passades. Actualment, l’ús domèstic de la tecnologia tradicional pot preparar canonades d’aliatge de titani de mida petita i s’utilitzen en camps aeronàutics, aeroespacials, de construcció naval i petroquímica, cosa que dóna suport ferm al desenvolupament de l’armament i de l’economia nacional.

(1) Procés tradicional de perforació i perforació i extrusió: el processat de perforació i perforació consisteix a utilitzar barres d’aliatge de titani directament per a la perforació i perforació, sense procés de calefacció ni calandratge, i la taxa d’utilització del material és extremadament baixa, generalment inferior al 50%, per tant , el cost global Molt alt. Al mateix temps, no és adequat per al processament de tubs de gran diàmetre i parets primes.

La tecnologia d’emmotllament per extrusió pot obtenir una gran quantitat de deformació, grans fins i és difícil controlar la uniformitat del gruix de la paret capil·lar. L’emmotllament per extrusió sol utilitzar lubricació en pols de vidre o lubricació revestida de coure. La tecnologia de canonades d’aliatge de titani d’extrusió lubricada en pols de vidre no és madura al meu país. L’efecte de lubricació a la fase de post-extrusió no és ideal, cosa que pot causar fàcilment una superfície greu de la matriu i del tub extruït. Danys, alt cost de fabricació, baixa eficiència de producció i qualitat del producte; l’efecte de lubricació del mànec revestit de coure és millor i es pot obtenir una millor qualitat superficial del tub d’aliatge de titani, però el material del mànec revestit de coure és gran i el paquet unit a la superfície del tub d’aliatge de titani s’elimina. La màniga de coure consumeix molt àcid, que és fàcil de provocar contaminació ambiental.

(2) Perforació tradicional (tipus Mann) + procés de laminació en fred: hi ha molts processos de laminació en fred, l'eficiència de producció és extremadament baixa, es necessiten múltiples passades, la deformació de les passades és petita, el consum energètic de recuit entre els passos són elevats i el decapatge contamina el medi ambient. Aquest procés només és adequat per a la laminació de canonades d'aliatge de titani pur i de baixa resistència a la deformació i no pot enrotllar canonades d'aliatge de titani d'alta resistència (com TC4). El rendiment d’aquest procés és del 75% aproximadament.

Segons les característiques dels materials d'aliatge de titani, mitjançant el control de paràmetres del procés com la temperatura de laminació, la velocitat de reducció del diàmetre total, el coeficient d'el·lipticitat, la velocitat de deformació, la velocitat de reducció frontal i el control de la cavitat, etc., l'estabilitat del es garanteix tot el procés i es garanteix la qualitat de la superfície interna i externa. , La precisió dimensional i diversos indicadors de rendiment compleixen plenament els requisits del procés. La tecnologia de preparació té els següents avantatges:

① Aquesta tecnologia està dirigida a l’alta resistència a la deformació dels aliatges de titani. Mitjançant la innovadora millora dels molins de perforació de laminació creuada, laminadors multifunció i reductors de microtensió de sèrie doble, s’augmenta la força de rodament del motor principal i la calefacció es realitza a través d’un forn anell. El sistema intel·ligent de control de temperatura i el dispositiu de transferència ràpida s’adopten entre els processos de perforació, laminació en calent, dimensionament i correcció per minimitzar la taxa de caiguda de temperatura de l’espai en blanc per garantir que tingui la suficient plasticitat i s’adapti a les característiques del rang de l'aliatge de titani.

②Aquest procés és especialment adequat per laminar i formar tubs d'aliatge de titani de gran diàmetre. El diàmetre exterior pot arribar a 30530mm, el gruix de la paret és de 5-36mm i la longitud del producte pot arribar als 12 metres o més. En comparació amb el procés d’extrusió + de laminació en fred i de perforació i forat, el seu cost de processament es redueix en més d’un 50%; en comparació amb el procés tradicional de perforació i perforació, la taxa d’utilització de les canonades d’aliatge de titani s’incrementa en més d’un 40%; En comparació amb el procés tradicional d’emmotllament per extrusió, l’eficiència de producció es duplica. Ha aconseguit una alta eficiència i un baix cost i supera el coll d’ampolla tècnic de la producció de canonades d’aliatge de titani de gran diàmetre mitjançant el laminat inclinat de dos rotlles d’aliatge de titani. Basant-se en l’avanç del procés i la maduresa de la tecnologia, la taxa de rendiment pot arribar fins al 95%.

Les perspectives d'aplicació i desenvolupament de canonades d'aliatge de titani de gran diàmetre

En l'actualitat, el titani utilitzat en equips de vaixells nacionals inclou principalment: condensador principal de submarins, tanc de llançament de torpedes d'aliatge de titani, refrigerador d'emergència del sistema de circuits primaris PWR d'energia nuclear, cúpula de sonar, hèlix d'aliatge de titani, canonada d'escapament de fum del motor dièsel i el sistema de canonades marines, sistema de vàlvules de canonades i bombes relacionat, sistema de pressió submergible profund i sistema auxiliar. Les especificacions típiques dels oleoductes d’aigua de mar: φ308x4mm, φ285x5mm; el sistema principal de canonades d'aigua de mar dels vaixells: φ12,7 ~ 304,8mm.

A causa de la baixa densitat, resistència a la corrosió i alta resistència del titani i els aliatges de titani, es pot reduir molt el pes de l’equip. Per tant, tot i que el titani i els aliatges de titani són més cars en termes de preu unitari, un cop reduït el pes total de l’equip, el titani i els aliatges de titani, per contra, l’entrada sexual no serà massa superior a la d'altres altres materials. Les canonades de titani i aliatge de titani tenen grans possibilitats d'aplicació. Amb la maduresa i la promoció de la tecnologia de producció d’alta eficiència, de flux curt i de baix cost, moltes aplicacions de canonades de coure i aliatge de coure es poden substituir per canonades de titani i aliatge de titani.

①En la construcció naval, les canonades utilitzades en els vaixells i els grans petroliers són un camp d’aplicació important de les canonades d’aliatge de coure. Els tubs d’aliatge de coure per a vaixells inclouen principalment tubs de cuproníquel BFe30-1-1, BFe10-1-1 i tubs de llautó d’alumini HAl77-2. Com que la major part del medi de contacte al mar és aigua de mar, és necessari que les canonades tinguin una excel·lent resistència a la corrosió de l’aigua de mar i altes propietats mecàniques i tecnològiques. Els dispositius d’intercanvi de calor d’enginyeria marina fan servir tubs de coure i aliatge de coure. Per exemple, altres tubs d’intercanvi de calor marins inclouen principalment: refredadors d’oli, refredadors d’aigua i escalfadors d’aigua d’alimentació per a motors dièsel, generadors i altres sistemes auxiliars. Les especificacions d’aquests productes varien.

②La construcció d’enginyeria marina i vaixells de gran tonatge requereix equips de canonades anticorrosió d’alta precisió i diàmetre més gran per augmentar la transmissió i el desplaçament primaris. Al mateix temps, s’ha d’utilitzar una alta precisió dimensional per assegurar l’alta estanquitat del conjunt de la canonada. S’entén que el diàmetre màxim de les canonades de coure-níquel sense costures, com ara les plataformes de producció de petroli i marines de gran diàmetre a Alemanya, Corea del Sud i altres països, ha assolit els 520 mm o més.

Amb l’aprofundiment gradual de l’estratègia d’energia marítima del meu país &, la demanda de canonades sense soldadura de gran diàmetre, d’alta resistència i resistents a la corrosió continua augmentant en els camps d’equips marins, petroli i gas marins exploració i desenvolupament de camps, i vaixells. La producció a gran escala de canonades sense soldadura d’aliatge de titani de gran diàmetre i la promoció industrial i l’aplicació de tecnologia de preparació d’eficiència alta, de processos curts i de baix cost, compliran encara més la demanda de baix cost del mercat&per a productes de titani i aliatges de titani. Al mateix temps, la concentració actual de la indústria del titani no és elevada. Els fabricants han de cooperar activament amb les unitats de disseny i formulació d’estàndards nacionals, col·legis i universitats, usuaris posteriors i altres fabricants d’equips de suport relacionats per establir una plataforma nacional de serveis de tecnologia i xarxa econòmica de titani per formar Treballar junts per promoure el desenvolupament del mercat d’aliatges de titani i esforçar-se per obtenir ajuda política i financera de l'Estat per promoure una aplicació més àmplia de canonades d'aliatge de titani.

Nicole