1. Защо пластината от титанова сплав е важна за корабите
Плочата от титанова сплав се превърна в стратегически материал в корабостроенето поради четири свойства, които се свързват директно с проблемите на морския дизайн: ниска плътност, висока специфична якост, изключителна устойчивост на корозия в морска вода и не-магнитно поведение. Титанът и неговите сплави се използват в широк спектър от плавателни съдове - ядрени подводници, дълбоководни-водоплавателни апарати, ледоразбивачи, кораби на подводни криле, кораби на въздушна възглавница и миночистачи - и в разнообразни компоненти като витла, антени с камшик, тръбопроводи за морска вода, кондензатори, топлообменници, акустично оборудване и противопожарни системи.
2. Основни свойства на плочата от титанова сплав
Лек:при около 4,5 g/cm³, титанът е приблизително 57% от плътността на стоманата, намалявайки структурното тегло и подобрявайки скоростта, полезния товар и икономията на гориво.
Висока специфична якост:съотношението якост-към-тегло на титаниеви сплави като Ti-6Al-4V надвишава това на повечето морски структурни стомани, което позволява по-тънки и по-леки профили за същото натоварване.
Отлична пластична издръжливост:високото удължение и устойчивост на счупване правят титановата плоча подходяща за ударно{0}}натоварени морски конструкции.
Устойчивост на корозия:самовъзстановяващият се TiO₂ филм е устойчив на морска вода, хлориди и биозамърсяване,{1}}свързана атака, елиминирайки галваничните проблеми и проблемите с питинг, които ограничават медните и неръждаемите системи в обслужването на морска вода.
Не-магнитни:от съществено значение за миночистачи, акустични системи и-сигнатура-чувствителни плавателни съдове.
Стабилност на размерите:ниското термично разширение и стабилното механично поведение намаляват изкривяването в заварени възли и топлинните цикли.
3. Наличие на ресурси от титан
Често срещано погрешно схващане е, че титанът е рядък. Всъщност титанът е деветият най-разпространен елемент в земната кора, представляващ приблизително 0,6% от масата - по-често срещан от медта, никела, цинка или оловото. Трудността не е в наличността, а в извличането и обработката: високият химически афинитет на титана към кислород и азот изисква вакуум или инертна{4}}атмосфера и внимателен контрол на обработката. Химическата активност на титана е двустранна - - стабилна на въздух при стайна температура, но силно реактивна с газове при повишени температури - поради което топенето, коването и заваряването изискват специални съоръжения.
4. Бележка за топлопроводимост
Титанът провежда топлина по-бавно от повечето обикновени структурни метали: неговата топлопроводимост от приблизително 15–17 W/(m·K) е близка до тази на неръждаемата стомана, около една-четиринадесета от тази на алуминия и около една-пета от тази на желязото. Това има значение за дизайна на топлообменника (може да е необходима повече повърхност), но не е недостатък за структурни приложения; също така създава интересни възможности в леки автомобилни и морски системи, където запазването на топлината е желателно.
5. Приложения в корабни системи
Тръбопроводи и помпи за морска вода.Корабните помпи, клапани и тръбопроводни системи работят в сурови среди с морска вода. Системите от мед и неръждаема стомана обикновено се нуждаят от подмяна след ограничен брой години експлоатация, докато титаниеви системи - особено високо-динамични тръбопроводи за морска вода с висок поток - демонстрираха надеждно обслужване с проектен живот далеч надхвърлящ конвенционалните материали. Индустриалната практика за корабни тръбопроводи отразява това: първоначална проверка на сух-док около 8–9 години, минимален експлоатационен живот от 15 години и 25–30 години за най-висок{11}}клас плавателни съдове, които титановите сплави могат да задоволят при работа с морска вода.
Топлообменници и кондензатори.Титаниевите тръби и плочи в кожухот-и-тръбните топлообменници елиминират хлоридната питингова и цепнатина корозия, като удължават интервалите за поддръжка при охлаждане на двигателя и обезсоляване.
Витла и приставки.Титаниевите витла са устойчиви на увреждане от кавитация и корозия от морска вода, като същевременно спестяват тегло.
Всички-титанови лодки.От 90-те години на миналия век корабостроителниците в Япония и Китай изграждат изцяло-титанови рибарски лодки и моторни лодки. Морските изпитания потвърждават отлично представяне по отношение на скорост, стабилност, вибрации и шум. Компромисите- са ясни: предимствата включват по-леко тегло и по-висока скорост, компактни двигатели, по-ниски разходи за гориво, ниски емисии на CO₂, не е необходимо повърхностно покритие и лесни-за-почистване фитинги; недостатъците включват по-висока цена на материала, взискателна изработка, изискваща специализирано заваряване и оборудване, и по-строга защита на титановата повърхност от замърсяване по време на обработката.
6. Избор на степен
| Приложение | Типичен клас | Обосновка |
|---|---|---|
| Тръбопроводи за морска вода, топлообменници | Gr.2 (UNS R50400) | Отлична устойчивост на корозия, заваряемост, икономичност |
| Услуга за-склонност към пукнатини/намаляване | Gr.7 (R52400), Gr.12 (R53400) | Добавките на Pd/Mo-Ni издържат на корозия в пукнатини |
| Конструктивни и задвижващи части | Gr.5 (Ti-6Al-4V, R56400) | Най-високо съотношение-към-тегло |
| Оформени въздуховоди и обтекатели | Gr.1 / Gr.3 (CP) | Формоспособност / междинна якост |
7. Заключение
Плочата от титаниева сплав осигурява силна гаранция за подобрена производителност и надеждна работа в цялата корабостроителна индустрия - от корпуси под налягане на подводници и дълбоководни-водоводни апарати до тръбопроводи за морска вода, топлообменници и високо-скоростни изцяло-титанови лодки. Когато разходите за жизнения цикъл се оценяват честно, устойчивостта на корозия на титана и дългият експлоатационен живот често го правят икономичен избор въпреки по-високата първоначална цена. Уточняването на правилния клас, заваръчна процедура и режим на-защита на повърхността е от съществено значение за реализиране на пълната му стойност в морските услуги.
Компанията може да се похвали с водещи вътрешни производствени линии за обработка на титан, включително:
Немска{0}}линия за производство на прецизни титанови тръби (годишен производствен капацитет: 30 000 тона);
Японска{0}}технологична линия за валцоване на титаниево фолио (най-тънки до 6 μm);
Напълно автоматизирана линия за непрекъснато екструдиране на титанови пръти;
Интелигентна мелница за обработка на титаниеви плочи и ленти;
Системата MES позволява дигитален контрол и управление на целия производствен процес, постигайки точност на размерите на продукта от ±0,01μm.
Имейл-
