Mererakendustes tuleb metallmaterjale pikka aega kokku puutuda mitmesuguste kõrge soolsusega, kõrge õhuniiskusega, rohkete kloriidioonide ja muude söövitavate vahenditega, mistõttu kahjustused tulenevad elektrokeemilisest korrosioonist, punktkorrosioonist, lõhekorrosioonist, teradevahelisest korrosioonist, pingekorrosiooni pragunemisest jne ja muud kahjustused. Lisaks on sobivate metallide valik, millel on suurepärane merevee korrosioonikindlus, selliste oluliste rajatiste ohutuse, eluea ja majanduslike nõuete võti nagu mereehituskonstruktsioonid, laevaseadmed, merevee magestamise tehas ja avamereplatvorm. Praeguse materjaliteaduse ja inseneripraktika kohaselt on TI-d ja titaanisulamid kõige võimsamad merevee korrosioonivastased metallmaterjalid ning nende üldine jõudlus erinevates meresõidukites on esirinnas.
1, titaan ja titaanisulamid: merevee korrosioonikindluse "kroon".
Kõigist teadaolevatest materjalidest on titaanist ja selle sulamitest saanud parimad metallid, mis taluvad toatemperatuuril merevees korrosiooni ja neid nimetatakse "meremetallideks". Põhjus, miks see on nii korrosioonikindel, tuleneb sellest, et selle pinnale on moodustunud kiiresti-teisev, tihe, stabiilne ja iseparanev titaandioksiidi (TiO ₂) passiveerimiskiht. Oksiidkile saab kiiresti regenereerida mõne sekundi jooksul, kui see on mehaaniliselt purustatud või keemiliselt erodeeritud.5 Kui kaitsekile on kahjustatud, isoleeritakse mitteväärismetall söövitavast ainest tõhusalt, saavutades seega pikaajalise{5}}kaitse.
1. Kohanemisvõime kogu keskkonnaga
Titaanisulamitel on merevee erinevates piirkondades äärmiselt madal korrosioonimäär, sealhulgas atmosfäärivööndites, pritsmete tsoonides, loodete tsoonides, täielikult sukeldatud tsoonides ja isegi saastunud merevees ja meremudas. Uurimisandmed näitavad, et tüüpilistes merepiirkondades, nagu Lõuna-Hiina meri ja Ida-Hiina meri, kipub titaanisulamite korrosioonimäär pärast 16-aastast pidevat kokkupuudet nulliga, mis näitab peaaegu "püsivat" vastupidavust.
2. Silmapaistev vastupidavus kohalikule korrosioonile
Võrreldes selliste materjalidega nagu roostevaba teras ja vasesulamid, ei esine titaanisulamitel peaaegu üldse punktkorrosiooni, pragukorrosiooni ega teradevahelist korrosiooni. Isegi liivasisaldusega, suure voolukiirusega ja tugeva reostusega merevees võib pinna passiveerimiskile jääda puutumatuks ning sellel on tugev erosiooni- ja korrosioonikindlus.
3. Suurepärane kõikehõlmav jõudluse sobitamine
Titaanisulamil pole mitte ainult suurepärane korrosioonikindlus, vaid ka kõrge tugevus, madal tihedus (umbes 57% terasest), kõrge eritugevus, hea sitkus ja keevitusomadused, samuti mitte-magnetilised omadused. See sobib eriti hästi selliste rakenduste jaoks nagu süvamere -sukeldajad, laevade tõukejõusüsteemid, kajaloodideflektorid jne, mis nõuavad suurt kergust, varjamist ja konstruktsiooni tugevust.
4. Praktilise insenerirakenduse kontrollimine
Titaanisulameid kasutatakse laialdaselt Venemaa laevaehituses; selle "Typhoon-klassi" tuumaallveelaev on konstrueeritud kahekihilise titaanisulamist struktuuriga ja ulatub 914 meetri sügavusele; Samuti kasutatakse GR5 titaanisulamit Hiina mehitatud sukelaparaadi Jiaolongi survekindlate kestade valmistamiseks. Ameerika tiiburlaevad on varustatud titaanisulamist propelleritega, mis toovad 15% suurema tõukejõu ja uskumatu elueaga. Need edukad on parimad tõendid selle kohta, et titaanisulameid saab kasutada äärmiselt merekeskkonnas.
2, teiste suure jõudlusega korrosioonikindlate metallmaterjalide võrdlus merevees
Kuigi titaanisulam on parimate omadustega, on see üsna kallis, nii et praktilises rakenduses kasutame selle asendamiseks või abistamiseks sageli muid metallmaterjale, millel on hea korrosioonikindlus.
1. Kõrge niklisisaldusega sulamid (Monel, Hastelloy, Inconel)
See on väga vastupidav kloriidioonide korrosioonile ja oksüdatsioonile isegi merevees sukeldumisel ja kõrge temperatuuriga keskkonnas.
Monelisulam (Ni Cu) sobib eriti selliste komponentide jaoks nagu mereveepumba võllid ja ventiilid; Hastelloyt kasutatakse tavaliselt keskkondades, kus väga söövitavad keemilised ained on segatud mereveega. Selle puuduseks on see, et see on kallis ja teatud sulamites võib keevistsoonis tekkida teradevaheline korrosioon.
2. Roostevabast terasest seeriad (eriti 316L, 904L ja muud roostevabast terasest{3}}sisaldavad molübdeeni)
Molübdeeni (Mo) elemendi olemasolu tõttu on 316L roostevaba teras oluliselt suurendanud kloriidioonide punktkorrosioonivastast võimet, mis teeb sellest ühe populaarseima roostevaba terase merenduses.
904L ja teised superausteniitsed roostevabad terased sisaldavad veelgi rohkem kroomi, niklit ja molübdeeni ning pakuvad kõrgemat korrosioonikindlust raskemates praktilistes tingimustes. Sellegipoolest võib süvend- ja pragukorrosioon jätkuda, eriti piirkondades, kus tuleb kasutada katoodkaitset, näiteks pritsmeala ja seisva vee tsoon.
3. Vask-niklisulamid (nt nikli 90/10,70/30) ja alumiiniumpronks n vask-niklisulamid on biomäärdumiskindlad ja mõõduka korrosioonikindlusega ning on parim materjal, mida kasutatakse kondensaatori- ja mereveetorude puhtamate torude jaoks. Alumiiniumpronksi korrosioonikindlus on merevees parem, kuna pinnale moodustunud oksiidkile on kompaktne ja peen ning seda kasutatakse propellerites, ventiilides jms. Sellegipoolest võib isegi pikaajaline kasutamine lõppeda selliste probleemidega nagu selektiivne leostumine ja korrosioon.
4. Komposiitmaterjalide ja uute sulamite uurimine
Amorfsetel sulamitel puudub teraline puit ja nende kohalik korrosioonikindlus on parem kui traditsioonilistel kristallmaterjalidel, mis teeb neist uurimistöö allika. 7 Samal ajal töötatakse välja ka odavat- titaanisulamit, et vähendada titaanmaterjalide kasutusläve ning hõlbustada nende populariseerimist suurte{{2}-mereveeprojektide ja sillaprojektide seas. magestamise tehas.
3, peamised tegurid, mis mõjutavad materjali korrosioonikindlust ja materjali valiku soovitused
1. Muutused keskkonnatsoonides Mere vertikaalne kihistumine mängib korrosioonis olulist rolli: pritsmete tsoonis on kõige tugevam korrosioon vahelduvate kuivamis- ja märgumistingimuste ning piisava hapniku tõttu; mudapiirkond on aga anaeroobne ja korrosioonikiirus aeglasem. Seetõttu tuleks erinevates piirkondades kasutada teatud erinevat klassi materjale. Näiteks pritsmete tsoonis tuleks kasutada titaanisulamit või kõrge niklisisaldusega sulamit, täielikus sukeldumistsoonis kaaluge vask-niklisulamit või kvaliteetset roostevaba terast.
2. Temperatuur, voolukiirus ja bioloogiline kinnitus
Kõrge temperatuur kiirendab korrosioonireaktsiooni, suur voolukiirus intensiivistab erosioonikorrosiooni ning bioloogiline saastumine võib põhjustada lokaalset korrosiooni. Materjalide valikul tuleks neid dünaamilisi tegureid põhjalikult arvesse võtta.
3. Säästlikkus ja kogu elutsükli maksumus
Kuigi titaanisulamil on suur alginvesteering, muudab selle ülipikk kasutusiga (kuni 50 aastat või rohkem), ülimadalad hooldusnõuded ja kõrge töökindlus selle elutsükli kogukulude osas tavalistest materjalidest paremaks. Pikemas perspektiivis on see parim tasakaal ohutuse ja ökonoomsuse vahel.
4, Järeldus ja väljavaade: Kokkuvõttes on titaan ja titaanisulamid praegu merevee korrosioonikindluse poolest tugevaimad metallmaterjalid. Nende isepassiivsus, iseparandusvõime, keskkonnaga kohanemisvõime ja suurepärased mehaanilised omadused muudavad need silmapaistvaks isegi äärmuslikes tingimustes, nagu süvamere, kõrge temperatuur, kõrge soolasisaldus ja suur voolukiirus. Nendest on saanud tipptasemel-laevavarustuse asendamatud põhimaterjalid.
Edasine arengusuund keskendub:
Odavate{0}}titaanisulamite arendamine tooraine- ja tootmiskulude vähendamiseks; Läbimurre suuremahuliste-komponentide valmistamise tehnoloogias, mis parandab valandite suurust ja vormimisvõimet;
Täiustatud tootmisprotsesside, näiteks keerukate konstruktsioonikomponentide 3D-printimise rakendamine materjalikao vähendamiseks; Keevitus- ja ühendustehnoloogia optimeerimine, et parandada vuukide korrosioonikindlust ja töökindlust;
Materjalikeskkonna interaktiivse andmebaasi loomine, et toetada intelligentset materjalivalikut ja eluea ennustamist. Seoses merejõu ehitamise strateegia edenemisega ja kasvava nõudlusega süvamere arendamise järele on titaanisulamitel ja muudel suure jõudlusega-korrosioonikindlatel-materjalidel meretehnika valdkonnas olulisem roll. Materjalide teaduslik valik, standardne kasutamine, regulaarne testimine ja hooldus on mererajatiste pikaajalise ohutu kasutamise{5}}põhitagatis.
Küsi hinnapakkumist
Whatsapp:+8613571718779
