Aplicarea și dezvoltarea țevilor din aliaj de titan cu diametru mare pentru uz maritim

Aplicarea și dezvoltarea țevilor din aliaj de titan cu diametru mare pentru marină

Cererea pentru diferite tipuri de țevi metalice de înaltă rezistență și rezistente la coroziune utilizate în echipamente la scară largă pe teren arată o creștere substanțială. Deoarece țevile metalice trebuie utilizate în medii marine complexe și dure (coroziune puternică, taifun, convecție puternică, temperatură ridicată, presiune ridicată, aderență biologică), acestea au cerințe extrem de ridicate pentru rezistența la coroziune. Titanul și aliajele de titan au o rezistență ridicată, nemagnetică, Avantajele unice, cum ar fi densitatea redusă și rezistența excelentă la coroziune, au devenit cel mai ideal material pentru echipamente de mari dimensiuni în domeniile menționate mai sus. O mulțime de experiență a confirmat că durata de viață a sistemului de țevi din oțel slab aliat este de 1-2 ani, iar durata de viață a sistemului de conducte Cu / Ni este de numai 6-8 ani, ceea ce este cu mult sub cerințele de durată de viață proiectate a conductelor de apă de mare. Titanul are caracteristicile de rezistență ridicată, rezistență ridicată, rezistență specifică ridicată, greutate redusă, nemagnetic, rezistență la coroziune în apa de mare și coroziune atmosferică marină. Durata de coroziune a conductelor de titan și aliaj de titan este mai mare de 120.000 de ore, iar durata de viață este mai mare de 60 de ani. În condiții de lucru, durata totală de viață a materialului din aliaj de titan este de neegalat de alte materiale metalice și poate fi reciclată 100% inofensiv după sfârșitul duratei de viață a echipamentului. Prin urmare, este cel mai bun material pentru echipamente marine.

Caracteristicile echipamentelor marine

Equipment Echipamentul marin este o clădire metalică mare, cu un tonaj mare, costuri mari de investiții și pierderi mari de daune.

②Sistemul are o structură complexă, funcții complete, condiții de lucru complexe și dure, cerințe ridicate de fiabilitate și tehnici de construcție dificile.

Extension Extinderea duratei de viață a materialului este de o mare importanță pentru a asigura integritatea, fiabilitatea și siguranța echipamentelor și structurilor marine și pentru a promova protecția resurselor și dezvoltarea durabilă.

④ Îmbunătățirea performanței echipamentelor marine implică în principal îmbunătățirea rezistenței la coroziune, greutatea redusă, aplicarea materialelor de înaltă rezistență și rezistență ridicată, fiabilitatea și economia produsului pe tot parcursul ciclului de viață.

Avantajelețevi din aliaj de titan

Aliajul de titan are o serie de caracteristici importante, cum ar fi punctul de topire ridicat, densitatea redusă, rezistența ridicată, rezistența la coroziune, supraconductivitatea, memoria de formă și stocarea hidrogenului. Este utilizat pe scară largă în aviație, aerospațială, nave, energie nucleară, medicină, chimie, metalurgie, electronică, sporturi Domeniile de agrement și construcții sunt cunoscute sub numele de" al treilea metal" ;," ; metal aerian" și" ocean metal" ;. Țevile sunt utilizate pentru canalele de transmisie a mediului gazos și lichid. Sunt produse de bază în diverse domenii ale economiei naționale. Țevile din aliaj de titan sunt utilizate în motoare de aviație, vehicule aerospațiale și conducte de petrol datorită greutății lor ușoare și rezistenței excelente la coroziune. , Echipamentele chimice, construcția mediului marin și diverse platforme de operare offshore au o gamă largă de aplicații, cum ar fi centralele electrice de coastă, explorarea și transportul petrolului și gazelor offshore, desalinizarea apei de mare, producția de produse chimice marine, producerea sării alcaline, echipamente de rafinare a petrolului etc. ., iar perspectivele sunt foarte largi.

Promovarea și aplicarea materialelor din titan este una dintre cele mai importante direcții de dezvoltare tehnologică pentru echipamente de construcție navală și inginerie marină. Țevile din aliaj de titan au fost utilizate pe scară largă în nave și echipamente de inginerie marină în țările dezvoltate. Un număr mare de materiale din titan sunt utilizate pentru a îmbunătăți siguranța și fiabilitatea echipamentelor, pentru a reduce volumul echipamentelor, pentru a reduce calitatea și pentru a reduce semnificativ accidentele de deteriorare a echipamentelor și timpul de întreținere. Extindeți foarte mult durata de viață.

Caracteristici de performanță ale prelucrării conductelor din aliaj de titan

Aliajul de titan are o plasticitate scăzută la temperatura camerei și o rezistență mare la deformare, dar are o plasticitate bună și rezistență mică la deformare în zona bifazică α + β și zona β-fază. Prin urmare, formarea și fabricarea materialelor din aliaj de titan sau pregătirea diverselor profile (plăci), tije, tuburi etc.) trebuie încălzite până aproape de punctul de tranziție de fază.

Deoarece aliajele de titan sunt predispuse să reacționeze chimic cu oxigenul, azotul, carbonul etc. la temperaturi ridicate și sunt ușor de absorbit de hidrogen, performanța de deformare a aliajelor de titan este redusă drastic și performanța de întreținere a materialului este afectată. În plus, conductivitatea termică scăzută a aliajelor de titan determină adesea încălzirea semifabricatelor mari. Aceasta are ca rezultat o diferență mare de temperatură în secțiunea transversală, care poate duce cu ușurință la fisuri în timpul procesului de deformare; în plus, intervalul de temperatură al zonei de deformare a aliajului de titan este îngust, iar viteza de deformare este mai sensibilă și, în general, trebuie deformată la o viteză mai mică; în același timp, rata de răcire după deformare afectează direct temperatura camerei. Structura de echilibru și performanța de serviciu a componentelor, prin urmare, temperatura de deformare ar trebui menținută constantă în timpul procesului de deformare sau ar trebui luate măsuri pentru a reduce rata temperaturii picătură pentru a avea o plasticitate suficientă.

analiza tehnologiei de pregătire a țevilor din aliaj de titan cu diametru mare al țării mele &

Procesul tradițional de producție a țevilor fără sudură din aliaj de titan este perforarea prin extrudare, perforarea prin laminare încrucișată + laminare la rece, găurire și forare cu mai multe treceri. În prezent, utilizarea internă a tehnologiei tradiționale poate pregăti țevi din aliaj de titan de dimensiuni mici și sunt utilizate în domeniile aviației, aerospațiale, navale și petrochimice, ceea ce sprijină puternic dezvoltarea armamentului și a economiei naționale.

(1) Proces tradițional de forare și forare și extrudare: Procesarea forajului și forajului este utilizarea directă a barelor din aliaj de titan pentru forare și forare, fără proces de încălzire și calibrare, iar rata de utilizare a materialului este extrem de mică, în general mai mică de 50%, prin urmare , costul general Foarte mare. În același timp, nu este potrivit pentru prelucrarea țevilor cu diametru mare și cu pereți subțiri.

Tehnologia de turnare prin extrudare poate obține o cantitate mare de deformare, granule fine și este dificil să se controleze uniformitatea grosimii peretelui capilar. Turnarea prin extrudare utilizează de obicei lubrifiere cu pulbere de sticlă sau lubrifiere îmbrăcată în cupru. Tehnologia de țevi din aliaj de titan, extrudat cu pulbere de sticlă, nu este matură în țara mea. Efectul de lubrifiere în etapa post-extrudare nu este ideal, ceea ce poate provoca cu ușurință suprafața gravă a matriței și a conductei extrudate. Daune, costuri ridicate de fabricație, eficiență redusă a producției și calitate a produsului; efectul de lubrifiere al manșonului îmbrăcat în cupru este mai bun și se poate obține o calitate mai bună a suprafeței tubului din aliaj de titan, dar materialul manșonului îmbrăcat în cupru este mare, iar pachetul atașat la suprafața tubului din aliaj de titan este eliminat. Manșonul de cupru consumă mult acid, care este ușor de provocat poluarea mediului.

(2) Piercing tradițional (tip Mann) + proces de laminare la rece: există multe procese de laminare la rece, eficiența producției este extrem de scăzută, sunt necesare mai multe treceri, deformarea trecerilor este mică, consumul de energie al recoacerii între trecerile sunt mari, iar murarea poluează mediul. Acest proces este potrivit numai pentru laminarea țevilor din titan pur și aliaj cu rezistență mică la deformare și nu poate rula țevi din aliaj de titan de înaltă rezistență (cum ar fi TC4). Randamentul acestui proces este de aproximativ 75%.

În funcție de caracteristicile materialelor din aliaj de titan, prin controlul parametrilor procesului, cum ar fi temperatura de rulare, rata totală de reducere a diametrului, coeficientul de elipticitate, rata de deformare, rata de reducere frontală și controlul cavității etc., stabilitatea întregul proces este garantat, iar calitatea suprafeței interne și externe este garantată. , Precizia dimensională și diferiții indicatori de performanță îndeplinesc pe deplin cerințele procesului. Tehnologia de preparare are următoarele avantaje:

① Această tehnologie vizează rezistența ridicată la deformare a aliajelor de titan. Prin îmbunătățirea inovatoare a laminorilor de laminare încrucișată, a laminorilor multifuncționali și a reductoarelor cu microtensiune din seria duală, forța de rulare a motorului principal este crescută, iar încălzirea se efectuează printr-un cuptor cu inel. Sistemul inteligent de control al temperaturii și dispozitivul de transfer rapid sunt adoptate între procesele de perforare, laminare la cald, dimensionare și corecție pentru a minimiza rata de scădere a temperaturii semifabricatului pentru a se asigura că are suficientă plasticitate și se adaptează la caracteristicile intervalului îngust de temperatură de deformare a aliajul de titan.

②Acest proces este potrivit în special pentru laminarea și formarea țevilor din aliaj de titan cu diametru mare. Diametrul exterior poate atinge 30530mm, grosimea peretelui acoperă 5-36mm, iar lungimea produsului poate ajunge la 12 metri sau mai mult. În comparație cu procesul de extrudare + de laminare la rece și de forare și forare, costul său de procesare este redus cu mai mult de 50%; în comparație cu prelucrarea tradițională de găurire și forare, rata de utilizare a țevii din aliaj de titan este crescută cu peste 40%; Comparativ cu procesul tradițional de turnare prin extrudare, eficiența producției este dublată. A obținut o eficiență ridicată și un cost redus și depășește blocajul tehnic al producției de țevi din aliaj de titan cu diametru mare prin laminarea înclinată cu două role a aliajului de titan. Pe baza progresului procesului și a maturității tehnologiei, rata de randament poate ajunge până la 95%.

Aplicarea și perspectivele de dezvoltare ale țevilor din aliaj de titan cu diametru mare

În prezent, titanul utilizat în echipamentele de navă internă include în principal: condensator principal al submarinului, rezervor de lansare a torpilei din aliaj de titan, sistem nuclear de circuit primar PWR răcitor de urgență, cupolă sonar, elice din aliaj de titan, țeavă de evacuare a fumului motor diesel și sistemul de conducte maritime, sistemul de conducte și de supape ale pompei, carcasa de presiune submersibilă profundă și sistemul auxiliar. Specificațiile tipice ale conductelor de apă de mare: φ308x4mm, φ285x5mm; principalul sistem de conducte de apă de mare al navelor: φ12,7 ~ 304,8mm.

Datorită densității reduse, rezistenței la coroziune și rezistenței ridicate a titanului și aliajelor de titan, greutatea echipamentului poate fi redusă foarte mult. Prin urmare, deși titanul și aliajele de titan sunt mai scumpe din punct de vedere al prețului unitar, după ce greutatea totală a echipamentului este redusă, titanul și aliajele de titan Dimpotrivă, aportul sexual nu va fi prea mare decât alte materiale și chiar mai mic decât alte materiale. Țevile de titan și aliaj de titan au perspective imense de aplicare. Odată cu maturitatea și promovarea unei tehnologii de producție cu eficiență ridicată, cu flux scurt, cu cost redus, multe aplicații de țevi din cupru și aliaj de cupru pot fi înlocuite cu țevi din titan și aliaj de titan.

①În construcția navală, conductele utilizate în nave și petrolierele mari reprezintă un domeniu important de aplicare a conductelor din aliaj de cupru. Țevile din aliaj de cupru pentru nave includ în principal BFe30-1-1, BFe10-1-1 țevi cupronickel și țevi de aluminiu HAl77-2 din alamă. Deoarece cea mai mare parte a mediului de contact pe mare este apă de mare, conductele trebuie să aibă o rezistență excelentă la coroziune a apei de mare și proprietăți mecanice și tehnologice ridicate. Dispozitivele de schimb de căldură pentru inginerie marină utilizează cupru și tuburi din aliaj de cupru. De exemplu, alte tuburi marine de schimb de căldură includ în principal: răcitoare de ulei, răcitoare de apă și încălzitoare de apă de alimentare pentru motoare diesel, generatoare și alte sisteme auxiliare. Specificațiile acestor produse variază.

②Construirea navelor de inginerie marină și de tonaj mare necesită mai multe echipamente de conducte anticorozive de înaltă precizie și diametru mai mare pentru a crește transmisia și deplasarea primară. În același timp, trebuie utilizată o precizie dimensională ridicată pentru a asigura etanșeitatea ridicată a ansamblului conductei. Se înțelege că diametrul maxim al țevilor de cupru-nichel fără sudură, cum ar fi platformele de producție marină și petrol cu ​​diametru mare din Germania, Coreea de Sud și alte țări, a atins φ520mm sau mai mult.

Odată cu aprofundarea treptată a strategiei de putere maritimă a țării mele &, cererea de țevi fără sudură cu diametru mare, rezistență ridicată și rezistentă la coroziune continuă să crească în domeniile de echipamente offshore, petrol și gaze offshore. explorarea și dezvoltarea câmpului și nave. Producția la scară largă de țevi fără sudură din aliaj de titan cu diametru mare și promovarea industrială și aplicarea tehnologiei de pregătire cu eficiență ridicată, cu proces scurt și cu cost redus vor satisface în continuare cererea pe piață' pentru titan și produse din aliaj de titan. În același timp, concentrația actuală a industriei titanului nu este mare. Producătorii ar trebui să coopereze în mod activ cu unitățile naționale de formulare și proiectare standard, colegii și universități, utilizatorii din aval și alți producători de echipamente de sprijin aferente pentru a stabili o platformă națională de servicii de tehnologie și rețea economică de titan pentru a forma Colaborarea împreună pentru a promova dezvoltarea pieței aliajelor de titan și a depune eforturi pentru sprijin politic și financiar din partea statului pentru a promova în continuare aplicarea mai largă a țevilor din aliaj de titan.

Nicole