Merisovelluksissa metallimateriaaleja on altistettava erilaisille väliaineille, joissa on korkea suolapitoisuus, korkea kosteus, runsaasti kloridi-ioneja ja muita syövyttäviä aineita, minkä vuoksi vauriot johtuvat sähkökemiallisesta korroosiosta, pistekorroosiosta, rakokorroosiosta, rakeiden välisestä korroosiosta, jännityskorroosiohalkeilusta jne. ja muut vauriot ilmenevät helpommin. Lisäksi sopivien metallien, joilla on erinomainen meriveden korroosionkestävyys, valinta on avain turvallisuuden, eliniän ja taloudellisten vaatimusten kannalta sellaisille tärkeille laitoksille kuin meren suunnittelurakenteet, laivojen laitteet, meriveden suolanpoistolaitos ja offshore-alusta. Nykyisen materiaalitieteen ja tekniikan käytännön mukaan TI:t ja titaaniseokset ovat tehokkaimpia metallimateriaaleja meriveden korroosiota vastaan, ja niiden kokonaissuorituskyky eri merialueilla on eturintamassa.
1, Titaani ja titaaniseokset: meriveden korroosionkestävyyden "kruunu".
Kaikista tunnetuista materiaaleista titaanista ja sen seoksista on tullut parhaat metallit, jotka kestävät korroosiota huoneenlämpöisessä merivedessä, ja niitä kutsutaan "meren metalleiksi". Syy siihen, miksi se on niin korroosionkestävä, johtuu nopeasti-muodostuvan, tiiviin, vakaan ja itsestään-paranevan titaanidioksidin (TiO ₂) passivointikerroksen muodostumisesta sen pinnalle. Oksidikalvo voidaan regeneroida nopeasti muutamassa sekunnissa, kun se on mekaanisesti hajotettu tai kemiallisesti kulunut.5 Kun suojakalvo vaurioituu, epäjaloa metallia eristetään tehokkaasti syövyttävistä aineista, jolloin saavutetaan pitkäaikainen -suojaus.
1. Sopeutuvuus koko ympäristöön
Titaaniseoksilla on erittäin alhainen korroosioaste meriveden eri alueilla, mukaan lukien ilmakehän vyöhykkeet, roiskevyöhykkeet, vuorovesivyöhykkeet, täysin upotetut vyöhykkeet ja jopa saastunut merivesi ja merimuta. Tutkimustiedot osoittavat, että tyypillisillä merialueilla, kuten Etelä-Kiinan merellä ja Itä-Kiinan merellä, 16 vuoden jatkuvan altistuksen jälkeen titaaniseosten korroosionopeus on yleensä nolla, mikä osoittaa lähes "pysyvää" kestävyyttä.
2. Erinomainen paikallisen korroosionkestävyys
Verrattuna materiaaleihin, kuten ruostumattomaan teräkseen ja kupariseoksiin, titaaniseokset eivät juurikaan koe pistekorroosiota, rakokorroosiota tai rakeiden välistä korroosiota. Jopa merivedessä, jossa on hiekkaa, suuri virtausnopeus ja vakava saastuminen, pinnan passivointikalvo voi silti pysyä ehjänä ja sillä on vahva eroosion- ja korroosionkestävyys.
3. Erinomainen kokonaisvaltainen suoritustaso
Titaaniseoksella ei ole vain erinomainen korroosionkestävyys, vaan sillä on myös korkea lujuus, alhainen tiheys (noin 57 % teräksestä), korkea ominaislujuus, hyvä sitkeys ja hitsauskyky sekä ei--magneettiset ominaisuudet. Se sopii erityisen hyvin sovelluksiin, kuten syvänmeren -sukellusveneisiin, laivojen propulsiojärjestelmiin, kaikuluotaimiin jne., jotka vaativat suurta keveyttä, peittämistä ja rakenteellista lujuutta.
4. Käytännön suunnittelusovellusten todentaminen
Titaaniseoksia käytetään laajasti Venäjän laivanrakennuksessa; sen "Typhoon-luokan" ydinsukellusvene on rakennettu kaksinkertaisesta titaaniseoksesta ja saavuttaa 914 metrin syvyyden; Myös GR5-titaaniseoksesta valmistetaan kiinalaisten miehitettyjen uppoajoneuvojen Jiaolongin paineenkestäviä kuoria. Amerikkalaiset kantosiipialukset on varustettu titaaniseoksella olevilla potkurilla, jotka tuovat 15 % paremman propulsiotehokkuuden ja uskomattoman käyttöiän. Nämä onnistuneet ovat parhaita todisteita siitä, että titaaniseoksia voidaan käyttää erittäin merellisessä ympäristössä.
2, Meriveden muiden korkean suorituskyvyn korroosionkestävien metallimateriaalien vertailu
Vaikka titaaniseoksella on parhaat ominaisuudet, se on melko kallista, joten käytämme käytännössä usein muita metallimateriaaleja, joilla on hyvä korroosionkestävyys korvaamaan tai auttamaan sitä.
1. Runsaasti nikkelipitoiset seokset (Monel, Hastelloy, Inconel)
Se kestää erittäin hyvin kloridi-ionien korroosiota ja hapettumista jopa meriveteen upotettuna ja korkeissa lämpötiloissa.
Monel-seos (Ni Cu) soveltuu erityisen hyvin komponentteihin, kuten merivesipumppujen akseleihin ja venttiileihin; Hastelloya käytetään yleisesti ympäristöissä, joissa erittäin syövyttäviä kemiallisia aineita sekoitetaan meriveteen. Sen haittapuolena on, että se on kallis ja rakeiden välistä korroosiota voi esiintyä tietyissä seoksissa hitsausvyöhykkeen sisällä.
2. Ruostumaton terässarja (erityisesti 316L, 904L ja muut molybdeeni{3}}sisältävät ruostumattomat teräkset)
Molybdeeni (Mo) -elementin läsnäolon ansiosta 316L ruostumaton teräs on merkittävästi parantanut kykyä vastustaa kloridi-ionipistekorroosiota, mikä tekee siitä yhden suosituimmista ruostumattomista teräksistä merenkulun alalla.
904L ja muut superausteniittiset ruostumattomat teräkset sisältävät vielä enemmän kromia, nikkeliä ja molybdeeniä ja tarjoavat korkeamman korroosionkestävyyden vaativampiin käytännön olosuhteisiin. Siitä huolimatta piste- ja rakokorroosiota voi esiintyä edelleen, erityisesti alueilla, joilla on tarkoitus käyttää katodisuojausta, kuten roiskevyöhykkeellä ja seisovan veden vyöhykkeellä.
3. Kupari-nikkeliseokset (esim. cu ni 90/10,70/30) ja alumiinipronssi n kupari-nikkeliseokset kestävät biofouling-kestävyyttä kohtalaisella korroosionkestävyydellä ja ovat paras materiaali lauhdutin- ja merivesiputkien puhtaampiin putkiin. Alumiinipronssin korroosionkestävyys on parempi merivedessä, koska pinnalle muodostuva oksidikalvo on tiivis ja hieno, ja sitä käytetään potkureissa, venttiileissä ja vastaavissa. Siitä huolimatta pitkäaikainenkin käyttö voi silti johtaa ongelmiin, kuten valikoivaan huuhtoutumiseen ja korroosioon.
4. Komposiittimateriaalien ja uusien metalliseosten etsintä
Amorfisissa seoksissa ei ole puusyistä, ja niiden paikallinen korroosionkestävyys on parempi kuin perinteisillä kiteisillä materiaaleilla, mikä tekee niistä tutkimuskohteen. 7 Samaan aikaan alhaista- titaaniseosta kehitetään myös vähentämään titaanimateriaalien käyttökynnystä ja helpottamaan suuren mittakaavan-}mittakaavan merisiltaprojektin ja siltaprojektin{2}} suolanpoistolaitos.
3, Materiaalien korroosionkestävyyteen vaikuttavat avaintekijät ja materiaalin valintaehdotukset
1. Ympäristövyöhykkeiden vaihtelut Meren pystysuoralla kerrostumisella on tärkeä rooli korroosiossa: roiskevyöhykkeellä on vakavin korroosio vuorottelevien kuivaus- ja kostutusolosuhteiden sekä riittävän hapen vuoksi; muta-alue on kuitenkin anaerobinen ja sen korroosionopeus on hitaampi. Siksi tiettyjä materiaaleja, eri laatuja, tulisi käyttää eri alueilla. Esimerkiksi roiskevyöhykkeellä tulisi käyttää titaaniseosta tai runsaasti nikkeliä sisältävää metalliseosta, täysin upotusvyöhykkeellä harkitse kupari-nikkeliseosta tai hyvälaatuista ruostumatonta terästä.
2. Lämpötila, virtausnopeus ja biologinen kiinnittyminen
Korkea lämpötila nopeuttaa korroosioreaktiota, suuri virtausnopeus voimistaa eroosiokorroosiota ja biologinen likaantuminen voi aiheuttaa paikallista korroosiota. Materiaalien valinnassa tulee ottaa nämä dynaamiset tekijät kattavasti huomioon.
3. Taloudellisuus ja koko elinkaaren kustannukset
Vaikka titaaniseoksella on korkea alkuinvestointi, sen erittäin pitkä käyttöikä (jopa 50 vuotta tai enemmän), erittäin alhaiset huoltovaatimukset ja korkea luotettavuus tekevät siitä tavallisia materiaaleja paremman elinkaaren kokonaiskustannuksissa. Pitkällä aikavälillä se on paras tasapaino turvallisuuden ja taloudellisuuden välillä.
4, johtopäätös ja näkymät: Yhteenvetona voidaan todeta, että titaani ja titaaniseokset ovat tällä hetkellä vahvimpia metallimateriaaleja meriveden korroosionkestävyyden kannalta. Niiden passivointikyky, itsekorjautumiskyky, ympäristöön sopeutumiskyky ja erinomaiset mekaaniset ominaisuudet tekevät niistä erinomaisia jopa äärimmäisissä olosuhteissa, kuten syvänmeren, korkean lämpötilan, korkean suolan ja suuren virtausnopeuden olosuhteissa. Niistä on tullut korvaamattomia ydinmateriaaleja huippuluokan-laivavarusteille.
Tulevaisuuden kehitystrendi keskittyy:
Edullisten{0}}titaaniseosten kehittäminen raaka-aine- ja valmistuskustannusten alentamiseksi; Läpimurto suuren mittakaavan-komponenttien valmistustekniikassa, mikä parantaa valujen kokoa ja muovauskykyä;
Kehittyneiden valmistusprosessien, kuten monimutkaisten rakenneosien 3D-tulostuksen, soveltaminen materiaalihäviön vähentämiseen; Hitsaus- ja liitostekniikan optimointi liitosten korroosionkestävyyden ja luotettavuuden parantamiseksi;
Materiaaliympäristön interaktiivisen tietokannan rakentaminen tukemaan älykästä materiaalivalintaa ja eliniän ennustamista. Merenkulun voiman rakentamisstrategian edistyessä ja syvänmeren{1}}kehityksen kysynnän kasvaessa titaaniseokset ja muut korkean -korroosionkestävät-materiaalit tulevat olemaan tärkeämpi rooli merenkulun suunnittelussa. Materiaalien tieteellinen valinta, standardisoitu käyttö, säännöllinen testaus ja huolto ovat perustakuu merilaitosten pitkän aikavälin turvalliselle{5}käytölle.
Pyydä tarjous
Sähköposti:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
