חומרי טיטניום בהנדסה ימית

הן התפתחות הכלכלה הימית והן התפתחותם של כוחות ימיים מודרניים דורשים פיתוח של סדרת ציוד ימי. התרגול מראה שציוד ימי מתקדם, בין אם זה ציוד לייצור נפט וגז בים עמוק, או צוללות גרעיניות, צוללות וציוד אחר, מעורבים בציוד טיטניום, חומרי טיטניום וסגסוגת טיטניום קל משקל ועמיד בפני קורוזיה יכולים לתרום תרומה משמעותית הציוד הימי כדי להשיג יעילות גבוהה, חיים ארוכים ואמינות גבוהה.

כמו גם הטיטניום הנוכחי בתחום זמן פיתוח הנדסת האוקיינוס. סין היא המדינה הגדולה בעולם של תעשיית הטיטניום, בעלת מערכת מחקר ופיתוח, ייצור ויישום טיטניום מושלמת יותר, עם כושר ייצור בקנה מידה גדול ועתודות טכנולוגיות יישומים רב-גוניות, מאיצים את הפיתוח של טיטניום בהנדסה ימית, לא רק שהוא הכרחי. , אבל גם אפשרי.

בהשוואה לפלדה, נירוסטה, נחושת, אלומיניום וחומרים אחרים, המאפיין הבולט ביותר של טיטניום הוא צפיפות נמוכה, חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה, אך יש לו גם יכולת להתנגד לשחיקת מי ים, התפרקות לא מגנטית, לא קרה, חדירות גבוהה, קל ליצור, יציקה, ריתוך, כך שיש לו מגוון רחב של יישומים בהנדסה ימית שונות.

טיטניום באוקיינוס ​​הנדסה בגדול, אבל יש כמה חסרונות ובעיות מדאיגות. הנדסת האוקיינוס ​​עומדת בפני אתגרים רבים, בעיקר בחמישה היבטים:

ראשית, בייצור חומרי טיטניום.

בשל נקודת ההיתוך הגבוהה של חומרי טיטניום (1668), עמידות לדפורמציה בטמפרטורה גבוהה, אזור טמפרטורת טיפול בחום צר, הייצור קשה, במיוחד בגודל גדול, חומרי טיטניום בעלי ביצועים גבוהים. לא רק צריך תנור התכת ואקום גדול (תנור קשת חשמלי ואקום, תנור מיטה קרה קרן אלקטרונים) וצריך ציוד עיבוד בלחץ כבד (מכבש פרזול, מכבש מתגלגל, מכבש וכו'). ההשקעה במוצר יחידת ייצור טיטניום היא עצומה, עד 30 ~ 40 מיליון / טון. כושר ייצור של ציוד טיטניום מאשר פלדה מפרט זהה (1633,-16.00,-0.97%) הוא ציוד דומה או יותר, בעוד ששיעור התפוקה וניצול הציוד שלו הוא רק אחד מתוך עשרות שלה, מה שמוביל לעלויות ייצור גבוהות.

שנית, בעיצוב מוצר.

לטיטניום חוזק כיפוף גבוה ({{0}}.9), מקדם חוזק ריתוך גבוה (יותר מ-0.9), בעוד שמודול האלסטיות, המוליכות התרמית ומקדם השיכוך נמוך. בתנאים מסוימים, טיטניום נתון לבעיות מגע כגון קורוזיה של חריצים, קורוזיה של צימוד גלווני ושבירת מימן. בשל התכונות הפיזיקליות, הכימיות והמכניות של טיטניום, יש לאמץ קודי עיצוב ומפרטים טכניים חדשים (כגון מקדם בטיחות, קצבת קורוזיה, אמצעי הגנה מפני אש, צורה מבנית, צורת ריתוך וכו') לתכנון של ציוד טיטניום. מקדם שיכוך חומר טיטניום קטן (למעט סגסוגת זיכרון צורה TiNi), בשימוש ברטט, צריך לנקוט באמצעים נגד רטט. טיטניום לתחום התעשייתי רק כמה עשורים של היסטוריה, פחות ניסיון בעיצוב, נושאים רבים שיש לחקור.

שלישית, בייצור מוצרים.

בשל מודול האלסטיות הנמוך של טיטניום, ריבאונד עבודה קרה, מוליכות תרמית נמוכה, קל ללבוש את פני השטח, שריטות ומאפיינים אחרים, הכל ליצירת חלקי טיטניום, טיפול בחום, עיבוד שבבי וקשיים אחרים, יש צורך בטכנולוגיה בוגרת. נחקר במשך זמן רב.

רביעית, בבקשה.

בשל העמידות החזקה בפני קורוזיה של טיטניום, ציוד טיטניום לציוד "קבוע" או חצי קבוע, מחזור הערכת הציוד ארוך מאוד, כך שקשה להשתמש ביחידה של דור אחד, שניים, שלושה של מהנדסים וטכנאים. לתפוס לחלוטין את היישום של מכשיר, לא יכול לבצע הערכה מקיפה ואובייקטיבית של ציוד טיטניום.

חמישית, במושג בחירת החומר.

לרוב האנשים עדיין קשה לפרוץ את חשיבת האינרציה של "טיטניום יקר מדי". בקיבולת ההשקעה המוגבלת, קשה להשתמש בפלדת גוף הספינה יקרה פי 5 עד 10 מחומר הטיטניום כדי להחליף ציוד ימי לייצור פלדה או נחושת. באופן השוואתי, ההשקעה החד פעמית של ציוד טיטניום היא אכן גדולה מאוד, והיתרונות הטכניים והכלכליים של ציוד טיטניום באים לידי ביטוי בעיקר בעלות לכל החיים, כלומר בעיקר ביתרונות ארוכי הטווח. נעשתה עבודה רבה בהערכת היתרונות ובקידום הפופולריות של חומרי טיטניום כדי להרחיב את היישום שלהם בהנדסה ימית.