Aplikace a vývoj trubek ze slitiny titanu o velkém průměru pro námořní použití

Aplikace a vývoj trubek ze slitiny titanu o velkém průměru pro námořní dopravu

Poptávka po různých typech vysoce pevných a korozivzdorných kovových trubek používaných ve velkém zařízení v této oblasti vykazuje podstatný nárůst. Protože kovové trubky je třeba používat ve složitém a drsném mořském prostředí (silná koroze, tajfun, silná konvekce, vysoká teplota, vysoký tlak, biologická přilnavost), mají extrémně vysoké požadavky na odolnost proti korozi. Titan a slitiny titanu mají vysokou houževnatost, nemagnetické. Jedinečné výhody, jako je nízká hustota a vynikající odolnost proti korozi, se staly nejideálnějším materiálem pro velká zařízení ve výše uvedených oborech. Mnoho zkušeností potvrdilo, že životnost systému nízkolegovaných ocelových trubek je 1–2 roky a životnost potrubního systému Cu / Ni je pouze 6–8 let, což je hluboko pod požadavky na konstrukční životnost potrubí s mořskou vodou. Titan má vlastnosti vysoké pevnosti, vysoké houževnatosti, vysoké měrné pevnosti, nízké hmotnosti, nemagnetického, odolnosti proti korozi mořské vody a korozi v atmosféře moří. Korozní životnost potrubí z titanu a slitin titanu je více než 120 000 hodin a životnost je více než 60 let. Za pracovních podmínek není úplná životnost materiálu ze slitiny titanu srovnatelná s jinými kovovými materiály a lze jej po skončení životnosti zařízení 100% neškodně recyklovat. Proto je to nejlepší materiál pro námořní vybavení.

Vlastnosti námořního zařízení

① Marine equipment je velká kovová budova s ​​velkou prostorností, vysokými investičními náklady a velkou ztrátou škod.

② Systém má složitou strukturu, kompletní funkce, složité a drsné pracovní podmínky, vysoké požadavky na spolehlivost a obtížné konstrukční techniky.

Extension Prodloužení životnosti materiálu má velký význam pro zajištění integrity, spolehlivosti a bezpečnosti námořního vybavení a struktur a pro podporu ochrany zdrojů a udržitelného rozvoje.

④Zlepšení výkonu námořních zařízení zahrnuje zejména zlepšení odolnosti proti korozi, nízké hmotnosti, používání vysoce pevných a vysoce houževnatých materiálů, spolehlivosti a hospodárnosti produktu během celého životního cyklu.

Výhodytrubky z titanové slitiny

Slitina titanu má řadu důležitých charakteristik, jako je vysoká teplota tání, nízká hustota, vysoká pevnost, odolnost proti korozi, supravodivost, tvarová paměť a skladování vodíku. Je široce používán v letectví, kosmonautice, lodích, jaderné energetice, lékařství, chemii, metalurgii, elektronice, sportu. Oblasti volného času a stavebnictví jsou známé jako&"; třetí kov &";&" ; vzduchový kov" a&"oceánský kov &". Trubky se používají pro přenosové kanály plynných a kapalných médií. Jsou to základní produkty v různých oblastech národního hospodářství. Trubky ze slitiny titanu se používají v leteckých motorech, kosmických vozidlech a ropovodech kvůli jejich nízké hmotnosti a vynikající odolnosti proti korozi. „Chemická zařízení, konstrukce mořského prostředí a různé provozní platformy na moři mají širokou škálu aplikací, jako jsou pobřežní elektrárny, průzkum a přeprava ropy a zemního plynu na moři, odsolování mořské vody, výroba mořských chemikálií, výroba alkalických solí, zařízení na rafinaci ropy atd. a vyhlídky jsou velmi široké.

Propagace a aplikace titanových materiálů je jedním z nejdůležitějších směrů technologického rozvoje pro zařízení pro stavbu lodí a námořní techniku. Trubky ze slitiny titanu byly ve vyspělých zemích široce používány na lodích a lodních technických zařízeních. Velké množství titanových materiálů se používá ke zlepšení bezpečnosti a spolehlivosti zařízení, snížení objemu zařízení, snížení kvality a významnému snížení nehod způsobených poškozením zařízení a doby údržby. Výrazně prodlužte životnost.

Výkonnostní charakteristiky zpracování trubek ze slitiny titanu

Slitina titanu má nízkou plasticitu při pokojové teplotě a velkou odolnost proti deformaci, ale má dobrou plasticitu a nízkou odolnost proti deformaci ve dvoufázové zóně α + β a v zóně β-fáze. Proto je třeba ohřívat formování a výrobu materiálů ze slitiny titanu nebo přípravu různých profilů (desek), tyčí, trubek atd., Aby se blížily bodu fázového přechodu.

Protože titanové slitiny jsou náchylné chemicky reagovat s kyslíkem, dusíkem, uhlíkem atd. Při vysokých teplotách a snadno absorbují vodík, deformační vlastnosti slitin titanu jsou drasticky sníženy a je ovlivněn provozní výkon materiálu. Kromě toho nízká tepelná vodivost slitin titanu často zahřívá velké polotovary. To má za následek velký teplotní rozdíl v průřezu, který může snadno vést ke vzniku trhlin během procesu deformace; kromě toho je teplotní rozsah deformační zóny slitiny titanu úzký a rychlost deformace je citlivější a obecně musí být deformována nižší rychlostí; rychlost ochlazování po deformaci zároveň přímo ovlivňuje jeho pokojovou teplotu Rovnovážná struktura a provozní výkon komponent, proto by měla být teplota deformace během procesu deformace udržována konstantní nebo by měla být přijata opatření ke snížení rychlosti teploty kapka, aby byla dostatečně plastická.

analýza technologie přípravy trubky z titanové slitiny s velkým průměrem v mé zemi&# 39

Tradiční proces výroby bezešvých trubek ze slitiny titanu je protlačování, děrování napříč válcováním + válcování za studena, vrtání a vyvrtávání. V současné době může domácí použití tradiční technologie připravit trubky z titanové slitiny malé velikosti a používají se v letectví, kosmonautice, stavbě lodí a petrochemii, což výrazně podporuje rozvoj zbraní a národní hospodářství.

(1) Tradiční proces vrtání a vyvrtávání a vytlačování: Procesem vrtání a vyvrtávání je přímé použití tyčí ze slitiny titanu pro zpracování vrtáním a vyvrtáváním bez procesu ohřevu a kalandrování a míra využití materiálu je extrémně nízká, obvykle méně než 50%, proto , celkové náklady Velmi vysoké. Současně není vhodný pro zpracování trubek s velkým průměrem a tenkostěnných trubek.

Technologie formování vytlačováním může získat velké množství deformací, jemných zrn a je obtížné řídit rovnoměrnost tloušťky kapilární stěny. Formování vytlačováním obvykle používá mazání skleněným práškem nebo mazání měděným pláštěm. Technologie vytlačování trubek ze slitiny titanu mazaná skleněným práškem není v mé zemi zralá. Účinek mazání ve fázi po extrudování není ideální, což může snadno způsobit vážný povrch matrice a extrudované trubky. Poškození, vysoké výrobní náklady, nízká efektivita výroby a kvalita produktu; mazací účinek pouzdra potaženého mědí je lepší a lze dosáhnout lepší kvality povrchu trubice ze slitiny titanu, ale materiál pouzdra potaženého mědí je velký a obal je připevněn k povrchu trubky ze slitiny titanu je odebrán. Měděné pouzdro spotřebovává velké množství kyselin, které snadno způsobují znečištění životního prostředí.

(2) Tradiční piercing (typ Mann) + proces válcování za studena: existuje mnoho procesů válcování za studena, účinnost výroby je extrémně nízká, je zapotřebí více průchodů, deformace průchodů je malá, spotřeba energie žíháním mezi průsmyky jsou vysoké a moření znečišťuje životní prostředí. Tento proces je vhodný pouze pro válcování trubek z čistého titanu a slitin s nízkým odporem proti deformaci a nemůže válcovat trubky z vysokopevnostní slitiny titanu (například TC4). Výtěžek tohoto procesu je asi 75%.

Podle vlastností materiálů ze slitiny titanu, řízením parametrů procesu, jako je teplota válcování, rychlost redukce celkového průměru, koeficient elipticity, rychlost deformace, rychlost redukce zepředu a kontrola dutiny atd., Stabilita je zaručen celý proces a kvalita vnitřního a vnějšího povrchu. „Přesnost rozměrů a různé ukazatele výkonu plně vyhovují požadavkům procesu. Technologie přípravy má následující výhody:

① Tato technologie je zaměřena na vysokou deformační odolnost slitin titanu. Díky inovativnímu zdokonalení děrovacích válcovacích stolic s příčným válcováním, multifunkčních válcovacích stolic a reduktorů dvousériového mikro-napětí se zvyšuje valivá síla hlavního motoru a ohřev se provádí prstencovou pecí. Inteligentní systém řízení teploty a zařízení pro rychlý přenos se používají mezi procesy děrování, válcování za tepla, dimenzování a korekce, aby se minimalizovala rychlost poklesu teploty polotovaru, aby se zajistila dostatečná plasticita a přizpůsobení charakteristikám úzkého teplotního rozsahu deformace slitina titanu.

②Tento proces je vhodný zejména pro válcování a tváření trubek ze slitiny titanu o velkém průměru. Vnější průměr může dosáhnout φ530 mm, tloušťka stěny pokrývá 5-36 mm a délka produktu může dosáhnout 12 metrů nebo více. Ve srovnání s vytlačováním + válcováním za studena a procesem vrtání a vyvrtávání jsou náklady na jeho zpracování sníženy o více než 50%; ve srovnání s tradičním vrtáním a vrtáním se zvyšuje využití trubky ze slitiny titanu o více než 40%; ve srovnání s tradičním procesem formování vytlačováním se efektivita výroby zdvojnásobuje. Dosáhla vysoké účinnosti a nízkých nákladů a překonala technické překážky ve výrobě trubek z titanové slitiny o velkém průměru dvojitým válcováním zkosené slitiny titanu. Na základě pokroku v procesu a vyspělosti technologie může výnosová míra dosáhnout až 95%.

Vyhlídky na použití a vývoj trubek ze slitiny titanu o velkém průměru

V současné době titan používaný v domácích lodních zařízeních zahrnuje hlavně: hlavní kondenzátor ponorky, odpalovací nádrž torpéda ze slitiny titanu, nouzový chladič systému primárního okruhu PWR jaderné energie, kopuli sonaru, vrtuli z titanové slitiny, výfukové potrubí kouře vznětového motoru a systém mořského potrubí, související systém potrubí a čerpadla, hluboký ponorný tlakový plášť a pomocný systém. Typické specifikace potrubí pro mořskou vodu: φ308x4mm, φ285x5mm; hlavní potrubní systém mořské vody lodí: φ12,7 ~ 304,8 mm.

Díky nízké hustotě, odolnosti proti korozi a vysoké pevnosti titanu a slitin titanu lze hmotnost zařízení výrazně snížit. Přestože jsou titan a slitiny titanu dražší z hlediska jednotkové ceny, po snížení celkové hmotnosti zařízení bude titan a slitiny titanu naopak, sexuální vstup nebude příliš vysoký než u jiných materiálů a dokonce nižší než jiné materiály. Trubky z titanu a slitiny titanu mají velké vyhlídky na uplatnění. Díky vyspělosti a podpoře vysoce účinné, nízkonákladové výrobní technologie s nízkými náklady lze mnoho aplikací z mědi a slitin mědi nahradit trubkami z titanu a slitiny titanu.

①Při stavbě lodí jsou potrubí používaná na lodích a velkých ropných tankerech důležitou oblastí použití trubek ze slitin mědi. Trubky ze slitin mědi pro lodě zahrnují hlavně trubky BFe30-1-1, Bronteiklové trubky BFe10-1-1 a hliníkové mosazné trubky HAl77-2. Protože většina kontaktního média na moři je mořská voda, musí mít potrubí vynikající odolnost proti korozi mořské vody a vysoké mechanické a technologické vlastnosti. Zařízení pro výměnu tepla v lodním inženýrství používají trubky z mědi a slitin mědi. Mezi další námořní trubice pro výměnu tepla patří zejména: chladiče oleje, chladiče vody a ohřívače napájecí vody pro dieselové motory, generátory a další pomocné systémy. Specifikace těchto produktů se liší.

②Konstrukce lodního inženýrství a lodí o velké tonáži vyžaduje více přesných antikorozních potrubí s větším průměrem pro zvýšení primárního přenosu a výtlaku. Současně by měla být použita vysoká rozměrová přesnost k zajištění vysoké těsnosti sestavy potrubí. Rozumí se, že maximální průměr bezešvých měděných a niklových trubek, jako jsou námořní a ropné plošiny s velkým průměrem v Německu, Jižní Koreji a dalších zemích, dosáhl φ520 mm nebo více.

S postupným prohlubováním námořní energetické strategie mé země&# 39 stále roste poptávka po bezešvých trubkách s velkým průměrem, vysokou pevností a odolností proti korozi v oblastech pobřežních zařízení, pobřežní ropy a zemního plynu průzkum a vývoj v terénu a lodě. Rozsáhlá výroba bezešvých trubek ze slitiny titanu o velkém průměru a průmyslová propagace a aplikace vysoce účinné technologie s krátkým procesem a nízkou cenou přípravy dále uspokojí poptávku trhu&č. 39 pro výrobky z titanu a slitin titanu. Současná koncentrace titanového průmyslu přitom není vysoká. Výrobci by měli aktivně spolupracovat s národními standardizačními a konstrukčními jednotkami, vysokými školami a univerzitami, následnými uživateli a dalšími souvisejícími výrobci podpůrných zařízení, aby vytvořili národní platformu pro titanovou technologii a ekonomickou síťovou službu, aby vytvořili Spolupráci při podpoře rozvoje trhu se slitinami titanu a usilovat o za politiku a finanční podporu od státu k další podpoře širšího uplatnění trubek ze slitiny titanu.

Nicole