Nagy átmérőjű titánötvözetből készült csövek alkalmazása és fejlesztése tengeri felhasználásra

Nagy átmérőjű titánötvözetből készült csövek alkalmazása és fejlesztése tengeri célokra

Jelentős növekedést mutat a nagyüzemi berendezésekben használt nagy szilárdságú és korrózióálló fémcsövek iránti igény. Mivel a fémcsöveket bonyolult és zord tengeri környezetben kell használni (erős korrózió, tájfun, erős konvekció, magas hőmérséklet, nagy nyomás, biológiai tapadás), rendkívül magas követelményeik vannak a korrózióval szemben. A titán és a titánötvözetek nagy szívóssággal, nem mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek. Az olyan egyedi előnyök, mint az alacsony sűrűség és a kiváló korrózióállóság, a fent említett területeken váltak ideális anyaggá a nagyüzemi berendezések számára. Sok tapasztalat igazolta, hogy az alacsony ötvözetű acélcső-rendszer élettartama 1-2 év, a Cu / Ni csőrendszer élettartama pedig csak 6-8 év, ami messze elmarad a tervezett élettartam követelményeitől tengervíz-vezetékek A titán jellemzői: nagy szilárdság, nagy szívósság, nagy fajlagos szilárdság, könnyű súly, nem mágneses, tengervíz-korrózióállóság és tengeri légköri korrózió. A titán és titánötvözetből készült csővezetékek korróziós élettartama meghaladja a 120 000 órát, az élettartama pedig meghaladja a 60 évet. Munkakörülmények között a titánötvözet anyag teljes élettartamát más fémanyagok nem hasonlítják össze, és a berendezés élettartamának lejárta után 100% -ban ártalmatlanul újrahasznosítható. Ezért ez a legjobb anyag a tengeri felszerelésekhez.

A tengeri felszerelések jellemzői

① A tengeri felszerelés egy nagy fém épület, nagy űrtartalommal, magas beruházási költségekkel és nagy károkkal.

②A rendszer összetett felépítéssel, teljes funkciókkal, összetett és nehéz munkakörülményekkel, magas megbízhatósági követelményekkel és nehéz építési technikákkal rendelkezik.

③Az anyag élettartamának meghosszabbítása nagy jelentőséggel bír a tengeri felszerelések és szerkezetek integritásának, megbízhatóságának és biztonságának biztosítása, valamint az erőforrások védelmének és a fenntartható fejlődésnek az előmozdítása érdekében.

MarineA tengeri felszerelések teljesítményének javítása elsősorban a korrózióállóság, a könnyű súly javítását, a nagy szilárdságú és nagy szívósságú anyagok alkalmazását, a megbízhatóságot és a termék gazdaságosságát jelenti az egész életciklus alatt.

Az előnyeititánötvözetből készült csövek

A titánötvözet számos fontos jellemzővel rendelkezik, mint például magas olvadáspont, alacsony sűrűség, nagy szilárdság, korrózióállóság, szupravezetés, alakmemória és hidrogén tárolása. Széles körben használják a repülésben, a repülőgépiparban, a hajókban, az atomenergiában, az orvostechnikában, a vegyiparban, a kohászatban, az elektronikában, a sportban. A szabadidő és az építkezés területei &, harmadik fém &,&; levegő fém &; és&"óceáni fém &". A csöveket gáznemű és folyékony közeg átviteli csatornáihoz használják. Alapvető termékek a nemzetgazdaság különböző területein. A titánötvözetből készült csöveket könnyű tömegük és kiváló korrózióállóságuk miatt repülőgép-motorokban, repülőgépjárművekben és kőolajvezetékekben használják. , A vegyi berendezések, a tengeri környezet építése és a különféle tengeri üzemeltetési platformok széles körű alkalmazásokat kínálnak, például part menti erőművek, tengeri olaj- és gázkutatások és -szállítások, tengervíz-sótalanítás, tengeri vegyipari termékek, alkáli-sók gyártása, kőolaj-finomító berendezések stb. ., és a kilátások nagyon tágak.

A titánanyagok népszerűsítése és alkalmazása az egyik legfontosabb technológiai fejlesztési irány a hajóépítés és a tengerészeti berendezések területén. A titánötvözetből készült csöveket széles körben alkalmazták a fejlett országokban a hajókban és a hajótechnikai berendezésekben. Számos titán anyagot használnak a berendezések biztonságának és megbízhatóságának javítására, a berendezések mennyiségének csökkentésére, a minőség csökkentésére és a berendezések károsodásának baleseteinek és karbantartási idejének jelentős csökkentésére. Nagyon meghosszabbítja az élettartamot.

Titánötvözetből készült csövek feldolgozási teljesítményjellemzői

A titánötvözet szobahőmérsékleten alacsony plaszticitással rendelkezik, és nagy a deformációs ellenállása, de jó plaszticitása és alacsony deformációs ellenállása van az α + β kétfázisú és a β-fázisú zónában. Ezért titánötvözetből készült anyagok kialakítását és gyártását, illetve különféle profilok (lemezek), rudak, csövek stb. Előállítását a fázisátmeneti pont közelébe kell hevíteni.

Mivel a titánötvözetek magas hőmérsékleten hajlamosak kémiai reakcióba lépni oxigénnel, nitrogénnel, szénnel stb., És könnyen felszívódnak a hidrogénbe, a titánötvözetek deformációs teljesítménye drasztikusan csökken, és befolyásolja az anyag használati teljesítményét. Ezenkívül a titánötvözetek alacsony hővezető képessége gyakran nagy üres helyek felmelegedését okozza. Ez nagy keresztmetszeti hőmérséklet-különbséget eredményez, amely könnyen repedésekhez vezethet a deformációs folyamat során; ezenkívül a titánötvözet alakváltozási zónájának hőmérsékleti tartománya szűk, a feszültség sebessége érzékenyebb, és általában kisebb sebességgel kell deformálódni; ugyanakkor a deformáció utáni hűtési sebesség közvetlenül befolyásolja annak szobahőmérsékletét Az egyensúlyi szerkezetet és az alkatrészek üzemi teljesítményét, ezért a deformációs hőmérsékletet a deformációs folyamat során állandóan kell tartani, vagy intézkedéseket kell hozni a hőmérséklet sebességének csökkentésére csepp, hogy megfelelő plaszticitású legyen.

hazám' nagy átmérőjű titánötvözetből készült csövek előkészítési technológiájának elemzése

A hagyományos titánötvözetű varrat nélküli csőgyártási eljárás az extrudálás, a keresztgörgős piercing + multi-pass hideghengerlés, fúrás és fúrás. Jelenleg a hagyományos technológia hazai felhasználásával kis méretű titánötvözetből készült csövek készíthetők elő, ezeket a repülés, a repülőgépipar, a hajógyártás és a petrolkémiai területeken használják, ami erősen támogatja a fegyverzet és a nemzetgazdaság fejlődését.

(1) Hagyományos fúrási, fúrási és extrudálási folyamat: A fúrás és fúrás feldolgozása titánötvözetből készült rudak közvetlen felhasználása fúráshoz és fúráshoz, fűtési és kalanderezés nélkül, és az anyag felhasználási aránya rendkívül alacsony, általában kevesebb, mint 50%, ezért , az összköltség Nagyon magas. Ugyanakkor nem alkalmas nagy átmérőjű és vékony falú csövek feldolgozására.

Az extrudált formázási technológiával nagy mennyiségű deformáció, finom szemcsék érhetők el, és nehéz ellenőrizni a kapilláris falvastagság egyenletességét. Az extrudáláshoz általában üvegporos vagy rézzel borított kenést alkalmaznak. Az üvegporos kenésű titánötvözetből készült csövek technológiája nem érett hazámban. Az extrudálás utáni kenési hatás nem ideális, ami könnyen a szerszám és az extrudált cső komoly felületét okozhatja. Kár, magas gyártási költség, alacsony termelési hatékonyság és termékminőség; A rézzel burkolt hüvely kenési hatása jobb, és a titánötvözetből készült cső jobb felületi minőséget érhet el, de a rézzel bevont hüvely anyaga nagy, és a csomagolás a titánötvözet csőjéhez kapcsolódik eltávolításra kerül. A rézhüvely sok savat fogyaszt, ami könnyen környezetszennyezést okozhat.

(2) Hagyományos piercing (Mann típusú) + hideghengerlési folyamat: sok hideghengerlési folyamat létezik, a gyártás hatékonysága rendkívül alacsony, többszörös áthaladásra van szükség, a hágók deformációja kicsi, a hőkezelés energiafogyasztása magas, és a pácolás szennyezi a környezetet. Ez az eljárás csak tiszta titán- és ötvözetcsövek hengerlésére alkalmas, alacsony deformációs ellenállással, és nem képes nagy szilárdságú titánötvözetű csövek (például TC4) hengerelésére. Ennek a folyamatnak a hozama körülbelül 75%.

A titánötvözetből készült anyagok jellemzői szerint az olyan folyamatparaméterek szabályozásával, mint a hengerlés hőmérséklete, a teljes átmérő csökkentési sebessége, az ellipticitási együttható, a deformációs sebesség, az elülső redukciós sebesség és az üregszabályozás stb., A garantált az egész folyamat, valamint a belső és külső felület minősége. , A méretpontosság és a különféle teljesítménymutatók teljes mértékben megfelelnek a folyamat követelményeinek. Az elkészítési technológiának a következő előnyei vannak:

① Ez a technológia a titánötvözetek magas deformációs ellenállására irányul. A keresztgörgős lyukasztó malmok, a többfunkciós hengerek és a kettős sorozatú mikrofeszültség-csökkentők innovatív fejlesztése révén megnő a fő motor gördülőereje, és a fűtést gyűrűs kemencén keresztül hajtják végre. Az intelligens hőmérséklet-szabályozó rendszert és a gyors átviteli eszközt a lyukasztási, meleghengerlési, méretezési és korrekciós folyamatok között alkalmazzák, hogy minimálisra csökkentsék a vak anyag hőmérséklet-csökkenési sebességét, biztosítva annak megfelelő plaszticitását és alkalmazkodva a szűk deformációs hőmérséklet-tartomány jellemzőihez a titánötvözet.

②Ez a folyamat különösen alkalmas nagy átmérőjű titánötvözetű csövek hengerelésére és kialakítására. A külső átmérő elérheti a ~ 530 mm-t, a falvastagság 5-36 mm-t takar, a termék hossza pedig elérheti a 12 métert vagy annál is nagyobbat. Az extrudálási + hidegen hengerelt eljárással és a fúrási és fúrási eljárással összehasonlítva annak feldolgozási költsége több mint 50% -kal csökken; a hagyományos fúráshoz és fúráshoz képest a titánötvözetből készült cső felhasználási aránya több mint 40% -kal nő; a hagyományos extrudált öntési eljárással összehasonlítva a termelés hatékonysága megduplázódik. Nagy hatékonyságot és alacsony költségeket ért el, és legyőzi a nagy átmérőjű titánötvözetből készült csövek gyártásának technikai szűk keresztmetszetét a titánötvözet kéthengeres ferde hengerlésével. A folyamat előrehaladása és a technológia érettsége alapján a hozam akár 95% -ot is elérhet.

A nagy átmérőjű titánötvözetű csövek alkalmazása és fejlesztési kilátásai

Jelenleg a háztartási hajóberendezésekben használt titán főként a tengeralattjáró fő kondenzátorát, titánötvözetből készült torpedóindító tartályt, atomenergia PWR elsődleges áramköri rendszer vészhűtőt, szonárkupolát, titánötvözetből készült propellert, dízelmotor füstkipufogó csövét és a tengeri csőrendszert, kapcsolódó csővezeték- és szivattyúszelep-rendszer, mély merülő nyomású héj és kiegészítő rendszer. A tengervízvezetékek tipikus specifikációi: φ308x4mm, φ285x5mm; a hajók fő tengervízvezeték-rendszere: ~ 12,7 ~ 304,8 mm.

A titán és a titánötvözetek alacsony sűrűsége, korrózióállósága és nagy szilárdsága miatt a berendezések súlya nagymértékben csökkenthető. Ezért, bár a titán és a titánötvözetek egységárban drágábbak, a berendezés össztömegének csökkentése után a titán és a titánötvözetek éppen ellenkezőleg, a szexuális bevitel nem lesz túl magas, mint más anyagok, és még alacsonyabb is, mint más anyagok. A titán és a titánötvözetből készült csövek hatalmas alkalmazási lehetőségekkel rendelkeznek. A nagy hatékonyságú, rövid áramlású, olcsó gyártási technológiák érettségével és népszerűsítésével számos réz és rézötvözetből készült csőalkalmazás helyettesíthető titán és titánötvözet csövekkel.

A hajógyártásban a hajókban használt csövek és a nagy olajszállító tartályhajók fontos rézötvözet csövek. A hajók rézötvözetből készült csövei elsősorban a BFe30-1-1, a BFe10-1-1 kupronickel csöveket és a HAl77-2 alumínium sárgaréz csöveket tartalmazzák. Mivel a tengeren a legtöbb érintkezési közeg tengervíz, a csöveknek kiváló tengervíz-korrózióállósággal és magas mechanikai és technológiai tulajdonságokkal kell rendelkezniük. A hajótechnikai hőcserélő eszközök réz és rézötvözetből készült csöveket használnak. Például más tengeri hőcserélő csövek főleg a következők: olajhűtők, vízhűtők és tápvízmelegítők dízelmotorokhoz, generátorok és egyéb segédrendszerek. Ezeknek a termékeknek a specifikációja változó.

Of A hajótechnika és a nagy űrtartalmú hajók építéséhez nagyobb pontosságú és nagyobb átmérőjű korróziógátló csővezeték-berendezésekre van szükség az elsődleges átviteli és elmozdulás növelése érdekében. Ugyanakkor nagy méretpontosságot kell alkalmazni a csővezeték-szerelvény nagy tömítettségének biztosításához. Magától értetődik, hogy a varrat nélküli réz-nikkel csövek, például nagy átmérőjű tengeri és olajtermelő platformok átmérője Németországban, Dél-Koreában és más országokban elérte a ~ 520 mm-t vagy annál nagyobbat.

Hazám' tengeri erőforrás-stratégiájának fokozatos elmélyülésével a nagy átmérőjű, nagy szilárdságú és nagy korrózióállóságú varrat nélküli csövek iránti igény továbbra is növekszik az offshore-berendezések, a tengeri olaj és gáz területén terepi feltárás és fejlesztés, valamint hajók. A nagy átmérőjű titánötvözetű varrat nélküli csövek nagyüzemi gyártása, valamint a nagy hatékonyságú, rövid folyamatú és olcsó előkészítési technológiák ipari népszerűsítése és alkalmazása tovább kielégíti a piac' olcsó keresletét titán és titánötvözet termékek. Ugyanakkor a titánipar jelenlegi koncentrációja nem magas. A gyártóknak aktívan együtt kell működniük a nemzeti szabványos készítmény- és tervezőegységekkel, főiskolákkal és egyetemekkel, a továbbfelhasználókkal és a kapcsolódó támogató berendezések gyártóival, hogy létrehozzanak egy nemzeti titán-technológiai és gazdasági hálózati szolgáltatási platformot, hogy kialakítsák az együttműködést a titánötvözetek piaci fejlődésének előmozdítása érdekében, és törekedjenek az állam politikai és pénzügyi támogatása a titánötvözetből készült csövek szélesebb körű alkalmazásának további elősegítése érdekében

Nicole