Uporaba in razvoj cevi iz titanove zlitine za pomorsko uporabo

Uporaba in razvoj cevi iz titanove zlitine za pomorstvo

Povpraševanje po različnih vrstah visoko trdnih in korozijsko odpornih kovinskih cevi, ki se uporabljajo v obsežni opremi na terenu, se znatno poveča. Ker je treba kovinske cevi uporabljati v zapletenih in težkih morskih okoljih (močna korozija, tajfun, močna konvekcija, visoka temperatura, visok tlak, biološka oprijemljivost), imajo izjemno visoke zahteve za odpornost proti koroziji. Titan in titanove zlitine imajo visoko žilavost, nemagnetnost. Edinstvene prednosti, kot so nizka gostota in odpornost proti koroziji, so postale najbolj idealen material za obsežno opremo na zgoraj omenjenih področjih. Veliko izkušenj je potrdilo, da je življenjska doba sistema nizkolegiranih jeklenih cevi 1-2 leti, življenjska doba cevnega sistema Cu / Ni pa le 6-8 let, kar je daleč pod zahtevami glede načrtovane življenjske dobe cevovodov za morsko vodo. Titan ima značilnosti visoke trdnosti, visoke žilavosti, visoke specifične trdnosti, majhne teže, nemagnetnosti, odpornosti proti koroziji morske vode in morske atmosferske korozije. Življenjska doba korozije titana in titanovih zlitin je več kot 120.000 ur, življenjska doba pa več kot 60 let. V delovnih pogojih celotna življenjska doba materiala iz titanove zlitine ni primerljiva z drugimi kovinskimi materiali, po koncu življenjske dobe opreme pa jo je mogoče 100% neškodljivo reciklirati. Zato je najboljši material za pomorsko opremo.

Značilnosti pomorske opreme

Pomorska oprema je velika kovinska zgradba z veliko nosilnostjo, visokimi investicijskimi stroški in veliko škodo.

HasSistem ima zapleteno strukturo, popolne funkcije, zapletene in težke delovne pogoje, visoke zahteve glede zanesljivosti in težke gradbene tehnike.

Extension Podaljšanje življenjske dobe materiala je zelo pomembno za zagotovitev celovitosti, zanesljivosti in varnosti pomorske opreme in struktur ter za spodbujanje zaščite virov in trajnostnega razvoja.

Izboljšanje zmogljivosti pomorske opreme vključuje predvsem izboljšanje odpornosti proti koroziji, majhno težo, uporabo materialov z visoko trdnostjo in visoko žilavostjo, zanesljivost in ekonomičnost izdelkov v celotnem življenjskem ciklu.

Prednosticevi iz titanove zlitine

Titanova zlitina ima vrsto pomembnih lastnosti, kot so visoko tališče, nizka gostota, visoka trdnost, odpornost proti koroziji, superprevodnost, pomnilnik oblike in shranjevanje vodika. Veliko se uporablja v letalstvu, vesoljski industriji, na ladjah, v jedrski energetiki, medicini, kemiki, metalurgiji, elektroniki, športu. Področja prostega časa in gradbeništva so znana kot &; tretja kovina &; &. ; air metal" in&"ocean metal &". Cevi se uporabljajo za prenos kanalov plinastih in tekočih medijev. So osnovni izdelki na različnih področjih nacionalnega gospodarstva. Titanove zlitinske cevi se uporabljajo v letalskih motorjih, vesoljskih vozilih in cevovodih za nafto zaradi svoje majhne teže in odlične korozijske odpornosti. , Kemična oprema, gradnja morskega okolja in različne operativne platforme na morju imajo široko paleto aplikacij, kot so obalne elektrarne, raziskovanje in prevoz nafte in plina na morju, razsoljevanje morske vode, proizvodnja morskih kemikalij, proizvodnja alkalne soli, oprema za rafiniranje nafte itd. ., obeti pa so zelo široki.

Promocija in uporaba titanovih materialov je ena najpomembnejših smernic tehnološkega razvoja opreme za ladjedelništvo in pomorski inženiring. Cevi iz titanove zlitine se v razvitih državah pogosto uporabljajo na ladjah in v opremi za pomorski inženiring. Veliko število titanovih materialov se uporablja za izboljšanje varnosti in zanesljivosti opreme, zmanjšanje obsega opreme, zmanjšanje kakovosti in znatno zmanjšanje nesreč zaradi poškodb opreme in časa vzdrževanja. Močno podaljša življenjsko dobo.

Značilnosti obdelave cevi iz titanove zlitine

Titanova zlitina ima nizko plastičnost pri sobni temperaturi in veliko deformacijsko odpornost, vendar ima dobro plastičnost in majhno deformacijsko odpornost v dvofaznem območju β + β in β-fazi. Zato je treba oblikovanje in izdelavo materialov iz titanovih zlitin ali pripravo različnih profilov (plošč), palic, cevi itd.) Segreti blizu točke faznega prehoda.

Ker so titanove zlitine nagnjene k kemični reakciji s kisikom, dušikom, ogljikom itd. Pri visokih temperaturah in so enostavne za absorpcijo vodika, je deformacijska sposobnost titanovih zlitin drastično zmanjšana in to vpliva na uporabne lastnosti materiala. Poleg tega nizka toplotna prevodnost titanovih zlitin pogosto povzroči segrevanje velikih praznih delov. Posledica je velika temperaturna razlika v prečnem prerezu, ki lahko med postopkom deformacije zlahka povzroči razpoke; poleg tega je temperaturno območje deformacijskega območja titanove zlitine ozko, hitrost deformacije pa bolj občutljiva in mora biti na splošno deformirana z nižjo hitrostjo; hkrati pa hitrost hlajenja po deformaciji neposredno vpliva na njeno sobno temperaturo. Ravnotežna struktura in delovne lastnosti komponent, zato je treba med postopkom deformacije ohranjati stalno temperaturo deformacije ali sprejeti ukrepe za zmanjšanje temperature padec, da ima dovolj plastičnosti.

Analiza tehnologije priprave cevi iz velikega premera titanove zlitine iz moje države'

Tradicionalni postopek izdelave brezšivnih cevi iz titanove zlitine je ekstruzijsko prebadanje, navzkrižno valjano predrtje + večkratno hladno valjanje, vrtanje in vrtanje. Trenutno lahko domača uporaba tradicionalne tehnologije pripravi majhne cevi iz titanove zlitine in se uporabljajo v letalskem, vesoljskem, ladjedelniškem in petrokemičnem področju, kar močno podpira razvoj orožja in nacionalnega gospodarstva.

(1) Tradicionalni postopek vrtanja in vrtanja in ekstrudiranja: Vrtanje in vrtanje je neposredna uporaba palic iz titanove zlitine za vrtanje in vrtanje, brez segrevanja in kalandriranja, stopnja izkoriščenosti materiala pa je izredno nizka, na splošno manjša od 50%. , skupni stroški Zelo visoki. Hkrati ni primeren za obdelavo cevi velikega premera in tankostenskih cevi.

Z ekstruzijskim oblikovanjem lahko dobimo veliko količino deformacij, drobnih zrn in težko je nadzorovati enakomernost debeline kapilarne stene. Za ekstruzijsko oblikovanje se običajno uporablja mazanje s steklenim prahom ali mazanje z bakrom. Tehnologija ekstrudiranja cevi iz titanove zlitine, podmazane s steklenim prahom, v moji državi ni zrela. Mazalni učinek v fazi po iztiskanju ni idealen, kar lahko zlahka povzroči resno površino matrice in iztisnjene cevi. Škoda, visoki proizvodni stroški, nizka učinkovitost proizvodnje in kakovost izdelka; mazalni učinek bakreno prevlečene manšete je boljši in je mogoče doseči boljšo kakovost površine cevi iz titanove zlitine, vendar je material bakreno platirane puše velik in embalaža pritrjena na površino cevi iz titanove zlitine je odstranjena. Bakren tulček porabi veliko kisline, kar zlahka povzroči onesnaženje okolja.

(2) Tradicionalni postopek hladnega valjanja (vrsta Mann) +: obstaja veliko postopkov hladnega valjanja, izkoristek proizvodnje je izredno nizek, potrebni so več prehodi, deformacija prehodov je majhna, poraba energije žarjenja med prelazov je visok, kisanje pa onesnažuje okolje. Ta postopek je primeren samo za valjanje cevi iz čistega titana in zlitin z nizko odpornostjo proti deformacijam in ne more valjati cevi z visoko trdnostjo titanovih zlitin (kot je TC4). Donos tega postopka je približno 75%.

Glede na značilnosti materialov iz titanovih zlitin z nadzorom procesnih parametrov, kot so temperatura valjanja, skupna hitrost zmanjšanja premera, koeficient eliptičnosti, stopnja deformacije, hitrost redukcije spredaj in nadzor votline itd., Stabilnost zagotovljen je celoten postopek in notranja in zunanja kakovost površine. , Dimenzijska natančnost in različni kazalniki učinkovitosti v celoti izpolnjujejo zahteve procesa. Tehnologija priprave ima naslednje prednosti:

① Ta tehnologija je namenjena visoki odpornosti titanovih zlitin na deformacije. Z inovativnim izboljšanjem prečno valjanih prebodnih mlinov, večnamenskih valjarnic in dvoserijskih reduktorjev mikronapetosti se poveča kotalna sila glavnega motorja in ogrevanje se izvede skozi obročno peč. Inteligentni sistem za nadzor temperature in naprava za hiter prenos sta sprejeta med postopki prebadanja, vročega valjanja, dimenzioniranja in popravljanja, da zmanjšata hitrost padca temperature slepega prostora, da zagotovita zadostno plastičnost in se prilagodita značilnostim ozkega temperaturnega območja deformacije titanove zlitine.

ProcessTa postopek je še posebej primeren za valjanje in oblikovanje cevi iz titanove zlitine velikega premera. Zunanji premer lahko doseže φ530 mm, debelina stene pokriva 5-36 mm, dolžina izdelka pa lahko doseže 12 metrov ali več. V primerjavi z ekstrudiranjem + postopka hladnega valjanja ter vrtanja in vrtanja se stroški njegove obdelave zmanjšajo za več kot 50%; v primerjavi s tradicionalnim vrtanjem in vrtalno obdelavo se stopnja izkoriščanja cevi iz titanove zlitine poveča za več kot 40%; V primerjavi s tradicionalnim postopkom ekstrudijskega oblikovanja se učinkovitost proizvodnje podvoji. Dosegel je visoko učinkovitost in nizke stroške ter premagal tehnično ozko grlo pri proizvodnji cevi iz titanove zlitine z dvovaljnim nagibanjem valja iz titanove zlitine. Glede na napredek procesa in zrelost tehnologije lahko stopnja donosa doseže do 95%.

Uporaba in možnosti razvoja cevi iz titanove zlitine velikega premera

Trenutno titanij, ki se uporablja v domači ladijski opremi, vključuje predvsem: glavni kondenzator podmornice, lansirni rezervoar za torpedo iz titanove zlitine, zasilni hladilnik sistema primarnega kroga PWR z jedrsko energijo, kupolo sonarja, propeler iz titanove zlitine, izpušno cev za dim dizelskega motorja in sistem morskih cevi, z njimi povezan sistem cevovodov in ventilov črpalke, globoko potopna tlačna lupina in pomožni sistem. Tipične specifikacije cevovodov za morsko vodo: φ308x4mm, φ285x5mm; glavni sistem ladijskih cevovodov za morsko vodo: φ12,7 ~ 304,8 mm.

Zaradi nizke gostote, odpornosti proti koroziji in visoke trdnosti titana in titanovih zlitin lahko težo opreme močno zmanjšamo. Torej, čeprav so titan in titanove zlitine dražji glede na ceno na enoto, po zmanjšanju celotne teže opreme titan in titanove zlitine nasprotno spolni vložek ne bo previsok kot drugi materiali in celo nižji od drugi materiali. Cevi iz titana in titanovih zlitin imajo velike možnosti za uporabo. Z zrelostjo in promocijo visoko učinkovite, kratkoročne in poceni proizvodne tehnologije lahko številne aplikacije bakra in cevi iz bakrenih zlitin nadomestimo s titanovimi in titanovimi zlitinami.

① V ladjedelništvu so cevi, ki se uporabljajo na ladjah in v velikih tankerjih, pomembno področje uporabe bakrenih zlitin. Cevi iz bakrene zlitine za ladje v glavnem vključujejo cevi iz bakrenega nikla BFe30-1-1, cevi BFe10-1-1 in aluminijaste medeninaste cevi HAl77-2. Ker je večina kontaktnega medija na morju morska voda, morajo cevi imeti odlično odpornost proti koroziji in visoke mehanske in tehnološke lastnosti. Naprave za izmenjavo toplote v pomorskem inženiringu uporabljajo bakrene cevi in ​​cevi iz bakrene zlitine. Na primer, druge morske cevi za izmenjavo toplote v glavnem vključujejo: hladilnike olja, hladilnike vode in grelnike napajalne vode za dizelske motorje, generatorje in druge pomožne sisteme. Specifikacije teh izdelkov se razlikujejo.

②Za gradnjo pomorskih inženirskih ladij in ladij z veliko tonažo je potrebna večja natančnost in protikorozijska cev z večjim premerom, da se poveča primarni prenos in premik. Hkrati je treba uporabiti visoko dimenzijsko natančnost, da se zagotovi visoka tesnost sklopa cevovoda. Razume se, da je največji premer brezšivnih bakreno-nikljevih cevi, kot so morske in naftne platforme velikega premera, v Nemčiji, Južni Koreji in drugih državah dosegel φ520 mm ali več.

S postopnim poglabljanjem pomorske strategije mojih držav&# 39 povpraševanje po brezšivnih ceveh velikega premera, trdnosti in odpornosti proti koroziji še naprej narašča na področjih priobalne opreme, nafte in plina na morju. raziskovanje in razvoj polja ter ladje. Obsežna proizvodnja brezšivnih cevi iz titanove zlitine ter industrijska promocija in uporaba visoko učinkovite, kratkoročne in poceni tehnologije priprave bodo še naprej zadovoljevale poceni povpraševanje na trgu' za izdelke iz titana in titanovih zlitin. Hkrati sedanja koncentracija titanove industrije ni visoka. Proizvajalci bi morali aktivno sodelovati z nacionalnimi enotami za oblikovanje in oblikovanje, fakultetami in univerzami, nadaljnjimi uporabniki in drugimi povezanimi proizvajalci podporne opreme, da bi vzpostavili nacionalno platformo za titanovo tehnologijo in ekonomsko mrežno službo, da bi oblikovali Skupno prizadevanje za spodbujanje tržnega razvoja titanovih zlitin in si prizadevali za politično in finančno podporo države za nadaljnje spodbujanje širše uporabe cevi iz titanove zlitine.

Nicole