Υλικά Τιτανίου στην Υπεράκτια Μηχανική

Τόσο η ανάπτυξη της θαλάσσιας οικονομίας όσο και η ανάπτυξη σύγχρονων ναυτικών δυνάμεων απαιτούν την ανάπτυξη μιας σειράς θαλάσσιου εξοπλισμού. Η πρακτική δείχνει ότι ο προηγμένος θαλάσσιος εξοπλισμός, είτε πρόκειται για εξοπλισμό παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου βαθέων υδάτων, είτε πυρηνικά υποβρύχια, υποβρύχια και άλλος εξοπλισμός, εμπλέκεται σε εξοπλισμό τιτανίου, ελαφριά, ανθεκτικά στη διάβρωση υλικά από τιτάνιο και κράμα τιτανίου μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στην ο θαλάσσιος εξοπλισμός για την επίτευξη υψηλής απόδοσης, μεγάλης διάρκειας ζωής και υψηλής αξιοπιστίας.

Καθώς και το τρέχον τιτάνιο στον τομέα του χρόνου ανάπτυξης της μηχανικής των ωκεανών. Η Κίνα είναι η μεγάλη χώρα της παγκόσμιας βιομηχανίας τιτανίου, έχει ένα πιο τέλειο σύστημα έρευνας και ανάπτυξης, παραγωγής και εφαρμογής τιτανίου, με μεγάλης κλίμακας παραγωγική ικανότητα και πολύπλευρα αποθέματα τεχνολογίας εφαρμογής, επιταχύνει την ανάπτυξη του τιτανίου στη θαλάσσια μηχανική, όχι μόνο είναι απαραίτητο , αλλά και εφικτό.

Σε σύγκριση με τον χάλυβα, τον ανοξείδωτο χάλυβα, τον χαλκό, το αλουμίνιο και άλλα υλικά, το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του τιτανίου είναι η χαμηλή πυκνότητα, η υψηλή αντοχή, η αντίσταση στη διάβρωση, αλλά έχει επίσης την ικανότητα να αντιστέκεται στη διάβρωση του θαλασσινού νερού, τη μη μαγνητική, τη μη ψυχρή ευθραυστότητα, την υψηλή διαπερατότητα, εύκολο στη διαμόρφωση, χύτευση, συγκόλληση, ώστε να έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε διάφορες ναυτιλιακές μηχανικές.

Το τιτάνιο στη μηχανική των ωκεανών σε μεγάλο βαθμό, αλλά υπάρχουν ορισμένες ελλείψεις και ζητήματα που προκαλούν ανησυχία. Η μηχανική των ωκεανών αντιμετωπίζει πολλές προκλήσεις, κυρίως σε πέντε πτυχές:

Πρώτον, στην παραγωγή υλικών τιτανίου.

Λόγω του υψηλού σημείου τήξης των υλικών τιτανίου (1668), της αντοχής στην παραμόρφωση σε υψηλή θερμοκρασία, η ζώνη θερμοκρασίας θερμικής επεξεργασίας είναι στενή, η παραγωγή είναι δύσκολη, ιδιαίτερα μεγάλου μεγέθους, υψηλής απόδοσης υλικά τιτανίου. Δεν χρειάζεται μόνο μεγάλος κλίβανος τήξης κενού (κλίβανος ηλεκτρικού τόξου κενού, κλίβανος ψυχρής κλίνης δέσμης ηλεκτρονίων) και χρειάζεται εξοπλισμός επεξεργασίας βαριάς πίεσης (πρέσσα σφυρηλάτησης, ελασματουργείο, εξωθητής κ.λπ.). Οι επενδύσεις προϊόντων της μονάδας παραγωγής τιτανίου είναι τεράστιες, έως 30 ~ 40 εκατομμύρια / τόνο. Η ικανότητα παραγωγής εξοπλισμού τιτανίου από τον χάλυβα των ίδιων προδιαγραφών (1633,-16.00,-0.97%) είναι συγκρίσιμος ή περισσότερος εξοπλισμός, ενώ η παραγωγή και το ποσοστό χρήσης του εξοπλισμού είναι μόνο ένα από τα τα δεκάδες του, οδηγώντας σε υψηλό κόστος παραγωγής.

Δεύτερον, στον σχεδιασμό προϊόντων.

Το τιτάνιο έχει υψηλή αντοχή σε κάμψη ({{0}}.9), υψηλό συντελεστή αντοχής συγκόλλησης (πάνω από 0,9), ενώ ο συντελεστής ελαστικότητας, θερμικής αγωγιμότητας και απόσβεσης είναι χαμηλός. Υπό ορισμένες συνθήκες, το τιτάνιο υπόκειται σε προβλήματα επαφής όπως διάβρωση ρωγμών, διάβρωση γαλβανικής ζεύξης και ευθραυστότητα υδρογόνου. Λόγω των φυσικών, χημικών και μηχανικών ιδιοτήτων του τιτανίου, θα πρέπει να υιοθετηθούν νέοι κώδικες σχεδιασμού και τεχνικές προδιαγραφές (όπως συντελεστής ασφάλειας, επιτρεπόμενη διάβρωση, μέτρα πυροπροστασίας, δομική μορφή, μορφή συγκόλλησης κ.λπ.) για το σχεδιασμό του εξοπλισμού τιτανίου. Ο συντελεστής απόσβεσης υλικού τιτανίου είναι μικρός (εκτός από το κράμα μνήμης σχήματος TiNi), στη χρήση κραδασμών, πρέπει να ληφθούν μέτρα κατά των κραδασμών. Τιτάνιο στον βιομηχανικό τομέα μόνο μερικές δεκαετίες ιστορίας, λιγότερη εμπειρία σχεδιασμού, πολλά ζητήματα που πρέπει να διερευνηθούν.

Τρίτον, στην κατασκευή προϊόντων.

Λόγω του χαμηλού συντελεστή ελαστικότητας του τιτανίου, της ανάκαμψης ψυχρής εργασίας, της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας, της εύκολης χρήσης της επιφάνειας, των γρατσουνιών και άλλων χαρακτηριστικών, όλα για τη διαμόρφωση εξαρτημάτων τιτανίου, τη θερμική επεξεργασία, τη μηχανική κατεργασία και άλλες δυσκολίες, η ώριμη τεχνολογία πρέπει να εξερευνηθεί για πολύ καιρό.

Τέταρτον, στην αίτηση.

Λόγω της ισχυρής αντοχής στη διάβρωση του τιτανίου, του εξοπλισμού τιτανίου για τον "μόνιμο" ή τον ημιμόνιμο εξοπλισμό, ο κύκλος αξιολόγησης του εξοπλισμού είναι πολύ μεγάλος, έτσι ώστε η χρήση μιας μονάδας μιας, δύο, τριών γενεών μηχανικών και τεχνικών είναι δύσκολη. κατανοήσει πλήρως την εφαρμογή μιας συσκευής, δεν μπορεί να κάνει μια ολοκληρωμένη και αντικειμενική αξιολόγηση του εξοπλισμού τιτανίου.

Πέμπτον, στην έννοια της επιλογής υλικού.

Οι περισσότεροι άνθρωποι εξακολουθούν να είναι δύσκολο να ξεπεράσουν τη σκέψη αδράνειας "το τιτάνιο είναι πολύ ακριβό". Στην περιορισμένη επενδυτική ικανότητα, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί ο χάλυβας κύτους είναι 5 έως 10 φορές πιο ακριβός από το υλικό τιτανίου για την αντικατάσταση του ναυτιλιακού εξοπλισμού κατασκευής χάλυβα ή χαλκού. Συγκριτικά, η εφάπαξ επένδυση σε εξοπλισμό τιτανίου είναι πράγματι πολύ μεγάλη, και τα τεχνικά και οικονομικά πλεονεκτήματα του εξοπλισμού τιτανίου αντικατοπτρίζονται κυρίως στο συνολικό κόστος ζωής, δηλαδή κυρίως από τα μακροπρόθεσμα οφέλη. Έχει γίνει πολλή δουλειά στην αξιολόγηση των πλεονεκτημάτων και στην προώθηση της εκλαΐκευσης των υλικών τιτανίου για την επέκταση της εφαρμογής τους στη ναυτική μηχανική.