Applicazione e sviluppo di tubi in lega di titanio di grande diametro per uso marino

Negli ultimi anni, la Cina ha intrapreso numerosi progetti significativi, tra cui navi navali, piattaforme di perforazione petrolifera offshore, desalinizzazione dell'acqua di mare e isole artificiali. Questi progetti hanno portato a un sostanziale aumento della domanda di tubi metallici ad alta resistenza e resistenti alla corrosione utilizzati nelle apparecchiature su larga scala all'interno di questi campi. A causa dell'ambiente marino complesso e duro (ad es. Forte corrosione, tifoni, forte convezione, alte temperature, alta pressione e incrostazione biologica), la resistenza alla corrosione dei tubi metallici è della massima importanza. Il titanio e le sue leghe, con la loro alta resistenza, tenacità, proprietà non magnetiche, bassa densità e eccellente resistenza alla corrosione, sono materiali ideali per attrezzature marine così su larga scala.

Un uso approfondito ha dimostrato che i sistemi di tubi in acciaio a bassa lega hanno una durata di 1-2 anni e i sistemi di tubi Cu/NI durano solo 6-8 anni, entrambi in meno dei requisiti di progettazione per le condutture per l'acqua di mare. Il titanio, con la sua alta resistenza, tenacità, resistenza specifica, peso leggero, proprietà non magnetiche e resistenza all'acqua di mare e alla corrosione atmosferica marina, ha una vita di corrosione superiore a 120.000 ore e una durata di oltre 60 anni. In condizioni marine difficili, la durata della vita dei materiali in lega di titanio supera di gran lunga quella di altri materiali metallici. Inoltre, possono essere riciclati al 100% innocuo dopo la fine della loro durata, rendendoli la migliore scelta del materiale per le attrezzature marine.

Caratteristiche dell'attrezzatura marina

1. Grandi strutture metalliche : l'attrezzatura marina è costituita da grandi strutture metalliche con tonnellaggio significativo, alti costi di investimento e perdite di danno sostanziali.
2. Condizioni complesse e difficili : questi sistemi sono complessi, multifunzionali e operano in condizioni difficili, che richiedono elevata affidabilità e sofisticate tecniche di costruzione.
3. Longevità materiale : estendere la durata della vita dei materiali è cruciale per garantire l'integrità, l'affidabilità e la sicurezza delle attrezzature e delle strutture marine, promuovendo la conservazione delle risorse e lo sviluppo sostenibile.
4. Prestazioni migliorate : il miglioramento delle prestazioni delle apparecchiature marine prevede il miglioramento della resistenza alla corrosione, il leggero, l'utilizzo di materiali ad alta resistenza e ad alta tuma, affidabilità e efficienza economica dell'intero ciclo di vita del prodotto.

Vantaggi dei tubi in lega di titanio

Le leghe di titanio hanno una serie di proprietà importanti, tra cui elevata punto di fusione, bassa densità, alta resistenza, resistenza alla corrosione, superconduttività, memoria di forma e conservazione dell'idrogeno. Queste proprietà rendono le leghe di titanio ampiamente utilizzate nei campi aerospaziale, marino, nucleare, medicina, chimica, metallurgia, elettronica, sport, tempo libero e costruzioni. Le leghe di titanio sono conosciute come il "terzo metallo", "metallo aereo" e "metallo marino". I tubi, utilizzati per il trasporto di media gassosi e liquidi, sono prodotti fondamentali in vari settori economici nazionali. I tubi in lega di titanio, con la loro resistenza alla corrosione leggera ed eccellente, trovano ampie applicazioni nei motori aeronautici, spaziali, condutture di petrolio, attrezzature chimiche, costruzione marina e piattaforme offshore. Questi includono centrali elettriche costiere, estrazione e trasporto di petrolio e gas offshore, desalinizzazione dell'acqua di mare, produzione chimica marina, produzione di alcali e sale e attrezzature per la raffinazione del petrolio, promettenti ampie prospettive.

Sviluppo tecnico

Promuovere l'applicazione di materiali in titanio è una direzione chiave di sviluppo tecnologico per le attrezzature per la costruzione navale e l'ingegneria marina. I paesi sviluppati utilizzano ampiamente tubi in lega di titanio nelle attrezzature ingegneristiche marine, migliorando la sicurezza e l'affidabilità di questi sistemi, riducendo le dimensioni e il peso delle attrezzature e estendendo significativamente la durata di servizio riducendo i danni alle attrezzature e la frequenza di manutenzione.

Caratteristiche di elaborazione dei tubi in lega di titanio

Le leghe di titanio hanno due tipi diversi: il tubo senza soluzione di continuità in titanio e il tubo saldato in titanio hanno una bassa plasticità a temperatura ambiente e un'alta resistenza alla deformazione, ma presentano una buona plasticità e una minore resistenza di deformazione nelle regioni di fase α+β e β. Pertanto, la formazione e la produzione di materiali in lega di titanio o la preparazione di vari profili (piastre, aste, tubi TI, ecc.) Richiedono il riscaldamento verso il punto di transizione di fase.

Le leghe di titanio tendono a reagire chimicamente con ossigeno, azoto, carbonio e assorbire l'idrogeno ad alte temperature, il che riduce fortemente le loro prestazioni di deformazione e influenza le loro proprietà di servizio. Inoltre, a causa della bassa conduttività termica delle leghe di titanio, il riscaldamento di grandi billette porta spesso a significative differenze di temperatura trasversale, rendendole inclini a crack durante la deformazione. Inoltre, l'intervallo di temperatura di deformazione per le leghe di titanio è stretto e sensibile alle velocità di deformazione, generalmente richiede una deformazione a basse velocità. La velocità di raffreddamento dopo la deformazione influisce direttamente sulla struttura di equilibrio della temperatura ambiente e le proprietà di servizio dei componenti. Pertanto, è fondamentale mantenere una temperatura di deformazione costante o adottare misure per ridurre la velocità di temperatura durante la deformazione per garantire una plasticità sufficiente.