海洋工程钛材料

无论是发展海洋经济还是发展现代海军,都需要开发一系列海洋设备。 实践表明,先进的海洋设备,深海油气生产设备,核潜艇,潜水艇等设备都涉及钛设备,重量轻,耐钛钛合金材料的耐蚀性,可实现船用设备高效率,长寿命和高可靠性作出了重大贡献。

而目前海洋工程钛开发的时间。 中国是世界钛业的大国,拥有相对完整的钛研发,生产和应用系统,具有规模化生产能力和技术储备的多种应用,加快了海洋工程钛的开发,不只有必要,也是可行的。

与钢,不锈钢,铜,铝等材料相比,钛是最显着的特点,密度低,强度高,耐腐蚀,而且具有耐海水侵蚀,无磁性,无冷脆性,高渗透性,等等,易于形成,铸造,焊接,使其具有广泛的各种海洋工程。

海洋工程中的钛可以充分显示自己的技能,但有一些缺点,值得关注的问题。 海洋工程面临着诸多挑战,主要有五个方面:

一,在生产钛材料。

由于熔点高(1668),耐高温变形阻力和热处理温度范围狭窄,难以生产钛材料,特别是大尺寸,高性能的钛材料。 它不仅需要大型真空熔炼炉(真空电弧炉,电子束冷底炉和重型加压设备(锻造机,轧制机,挤出机等)的需要),钛生产单元产品投资巨大,达到30〜40万吨/吨,钛材料生产能力同比规格钢(1633,-16.00,-0.97%)是设备相当或更多,其产量和设备利用率只有数十台,领先以高生产成本。

二,产品设计。

钛弯曲强度高(0.9),焊接强度系数(0.9以上),弹性模量,导热系数和阻尼系数低。 在一定条件下,钛缝隙腐蚀,电偶腐蚀和氢脆接触问题。 由于钛的物理,化学和机械特性,钛设备的设计应采用新的设计规范和技术规格(如安全系数,腐蚀余量,防火措施,结构形式,焊接形式等)。 钛材料阻尼系数小(TiNi形状记忆合金除外),在使用振动时,需采取措施防止振动。 钛进入工业领域只有几十年的历史,设计经验较少,许多问题仍有待探索。

三,产品制造。

由于钛的低弹性模量和冷加工回弹,导热性低的表面易磨损,划伤等特点,对钛零件的成型,热处理,机加工等都造成了一定困难,成熟的技术需要长时间的探索。

四,在申请中。

由于钛的耐腐蚀性高,钛设备为“永久”或半永久性设备,设备评估周期很长,所以使用一台或两台机组,三代工程技术人员难以充分把握设备的应用,不能对钛设备进行全面客观的评估。

五,在物质概念的选择上。

大多数人仍然很难突破“钛价格太贵”的惯性思维。 在有限的投资能力下,难以使用比船体钢价格贵的5〜10倍的钛材料代替钢铁制造船舶设备。 相对而言,钛设备的一次性投资真的很大,钛设备的技术和经济优势主要依靠全寿命成本来反映,这主要是靠长期效益来反映的。 钛材料扩大在海洋工程中的应用,在效益评估和普及推广方面做了大量的工作。