Aplikasi dan pengembangan pipa paduan titanium berdiameter besar untuk penggunaan laut

Aplikasi dan pengembangan pipa paduan titanium berdiameter besar untuk kelautan

Permintaan berbagai jenis pipa logam berkekuatan tinggi dan tahan korosi yang digunakan pada peralatan skala besar di lapangan menunjukkan peningkatan yang cukup besar. Karena pipa logam perlu digunakan di lingkungan laut yang kompleks dan keras (korosi yang kuat, topan, konveksi yang kuat, suhu tinggi, tekanan tinggi, adhesi biologis), mereka memiliki persyaratan ketahanan korosi yang sangat tinggi. Titanium dan paduan titanium memiliki ketangguhan tinggi, non-magnetik, Keunggulan unik seperti kepadatan rendah dan ketahanan korosi yang sangat baik telah menjadi bahan paling ideal untuk peralatan skala besar di bidang yang disebutkan di atas. Banyak pengalaman telah mengkonfirmasi bahwa masa pakai sistem pipa baja paduan rendah adalah 1-2 tahun, dan masa pakai sistem perpipaan Cu/Ni hanya 6-8 tahun, yang jauh di bawah persyaratan umur desain. dari pipa air laut. Titanium memiliki karakteristik kekuatan tinggi, ketangguhan tinggi, kekuatan spesifik tinggi, ringan, non-magnetik, ketahanan korosi air laut dan korosi atmosfer laut. Kehidupan korosi pipa titanium dan paduan titanium lebih dari 120.000 jam, dan masa pakai lebih dari 60 tahun. Dalam kondisi kerja, masa pakai penuh bahan paduan titanium tidak tertandingi oleh bahan logam lainnya, dan dapat didaur ulang 100% tanpa bahaya setelah masa pakai peralatan berakhir. Oleh karena itu, ini adalah bahan terbaik untuk peralatan kelautan.

Karakteristik peralatan laut

Peralatan laut adalah bangunan logam besar dengan tonase besar, biaya investasi tinggi, dan kerugian kerusakan besar.

Sistem ini memiliki struktur yang kompleks, fungsi yang lengkap, kondisi kerja yang kompleks dan keras, persyaratan keandalan yang tinggi, dan teknik konstruksi yang sulit.

Perpanjangan umur material sangat penting untuk memastikan integritas, keandalan dan keamanan peralatan dan struktur kelautan, dan untuk mempromosikan perlindungan sumber daya dan pembangunan berkelanjutan.

Meningkatkan kinerja peralatan kelautan terutama melibatkan peningkatan ketahanan terhadap korosi, bobot yang ringan, penerapan material dengan kekuatan tinggi dan ketangguhan tinggi, keandalan, dan penghematan produk sepanjang siklus hidup.

Keuntungan daripipa paduan titanium

Paduan titanium memiliki serangkaian karakteristik penting seperti titik leleh tinggi, kepadatan rendah, kekuatan tinggi, ketahanan korosi, superkonduktivitas, memori bentuk, dan penyimpanan hidrogen. Ini banyak digunakan dalam penerbangan, kedirgantaraan, kapal, tenaga nuklir, medis, kimia, metalurgi, elektronik, olahraga Bidang rekreasi dan konstruksi dikenal sebagai"logam ketiga"," ;air metal" dan"ocean metal". Pipa digunakan untuk saluran transmisi media gas dan cair. Mereka adalah produk dasar di berbagai bidang perekonomian nasional. Pipa paduan titanium digunakan dalam mesin penerbangan, kendaraan dirgantara, dan pipa minyak bumi karena bobotnya yang ringan dan ketahanan korosi yang sangat baik. , Peralatan kimia, konstruksi lingkungan laut dan berbagai platform operasi lepas pantai memiliki berbagai aplikasi, seperti pembangkit listrik pesisir, eksplorasi dan transportasi minyak dan gas lepas pantai, desalinasi air laut, produksi kimia laut, produksi garam alkali, peralatan penyulingan minyak bumi, dll. ., dan prospeknya sangat luas.

Promosi dan penerapan bahan titanium adalah salah satu arah pengembangan teknologi terpenting untuk pembuatan kapal dan peralatan teknik kelautan. Pipa paduan titanium telah banyak digunakan di kapal dan peralatan teknik kelautan di negara maju. Sejumlah besar bahan titanium digunakan untuk meningkatkan keamanan dan keandalan peralatan, mengurangi volume peralatan, mengurangi kualitas, dan secara signifikan mengurangi kecelakaan kerusakan peralatan dan waktu perawatan. Sangat memperpanjang umur layanan.

Karakteristik kinerja pemrosesan pipa paduan titanium

Paduan titanium memiliki plastisitas rendah pada suhu kamar dan ketahanan deformasi yang besar, tetapi memiliki plastisitas yang baik dan ketahanan deformasi yang rendah di zona dua fase +β dan zona fase-. Oleh karena itu, pembentukan dan pembuatan bahan paduan titanium atau persiapan berbagai profil (pelat) , Batang, tabung, dll.) Perlu dipanaskan hingga mendekati titik transisi fase.

Karena paduan titanium rentan terhadap reaksi kimia dengan oksigen, nitrogen, karbon, dll. pada suhu tinggi, dan mudah menyerap hidrogen, kinerja deformasi paduan titanium berkurang secara drastis dan kinerja layanan material terpengaruh. Selain itu, konduktivitas termal yang rendah dari paduan titanium sering menyebabkan blanko besar menjadi panas. Ini menghasilkan perbedaan suhu penampang yang besar, yang dapat dengan mudah menyebabkan retakan selama proses deformasi; selain itu, kisaran suhu zona deformasi paduan titanium sempit, dan laju regangan lebih sensitif, dan umumnya harus dideformasi pada laju yang lebih rendah; pada saat yang sama, laju pendinginan setelah deformasi secara langsung mempengaruhi suhu kamarnya Struktur keseimbangan dan kinerja layanan komponen, oleh karena itu, suhu deformasi harus dijaga konstan selama proses deformasi atau tindakan harus diambil untuk mengurangi laju suhu drop untuk membuatnya memiliki plastisitas yang cukup.

negara saya' analisis teknologi persiapan pipa paduan titanium berdiameter besar

Proses produksi pipa mulus paduan titanium tradisional adalah penindikan ekstrusi, penusukan guling silang + penggulungan dingin multi-pass, pengeboran dan pengeboran. Saat ini, penggunaan teknologi tradisional dalam negeri dapat menyiapkan pipa paduan titanium ukuran kecil, dan digunakan dalam bidang penerbangan, kedirgantaraan, pembuatan kapal dan petrokimia, yang sangat mendukung pengembangan persenjataan dan ekonomi nasional.

(1) Proses pengeboran dan pengeboran dan ekstrusi tradisional: Pengeboran dan pemrosesan membosankan adalah dengan langsung menggunakan batang paduan titanium untuk pengeboran dan pemrosesan membosankan, tanpa proses pemanasan dan kalender, dan tingkat pemanfaatan material sangat rendah, umumnya kurang dari 50%, oleh karena itu , biaya keseluruhan Sangat tinggi. Pada saat yang sama, tidak cocok untuk memproses pipa berdiameter besar dan berdinding tipis.

Teknologi pencetakan ekstrusi dapat memperoleh sejumlah besar deformasi, butiran halus, dan sulit untuk mengontrol keseragaman ketebalan dinding kapiler. Cetakan ekstrusi biasanya menggunakan pelumasan bubuk kaca atau pelumasan berlapis tembaga. Teknologi pipa paduan titanium ekstrusi bubuk kaca yang dilumasi tidak matang di negara saya. Efek pelumasan pada tahap pasca-ekstrusi tidak ideal, yang dapat dengan mudah menyebabkan permukaan yang serius dari die dan pipa ekstrusi. Kerusakan, biaya produksi tinggi, efisiensi produksi dan kualitas produk rendah; efek pelumasan dari lengan berlapis tembaga lebih baik, dan kualitas permukaan yang lebih baik dari tabung paduan titanium dapat diperoleh, tetapi bahan dari lengan berlapis tembaga besar, dan paket yang menempel pada permukaan tabung paduan titanium dihapus. Selongsong tembaga mengkonsumsi banyak asam, yang mudah menyebabkan pencemaran lingkungan.

(2) Penindikan tradisional (tipe Mann) + proses pengerolan dingin: ada banyak proses pengerolan dingin, efisiensi produksi sangat rendah, diperlukan beberapa lintasan, deformasi lintasan kecil, konsumsi energi anil antara lulus tinggi, dan pengawetan mencemari lingkungan . Proses ini hanya cocok untuk menggulung titanium murni dan pipa paduan dengan ketahanan deformasi rendah, dan tidak dapat menggulung pipa paduan titanium kekuatan tinggi (seperti TC4). Hasil dari proses ini adalah sekitar 75%.

Menurut karakteristik bahan paduan titanium, dengan mengontrol parameter proses seperti suhu penggulungan, laju pengurangan diameter total, koefisien elips, laju deformasi, laju reduksi depan dan kontrol rongga, dll., stabilitas seluruh proses dijamin, dan kualitas permukaan internal dan eksternal dijamin. , Akurasi dimensi dan berbagai indikator kinerja sepenuhnya memenuhi persyaratan proses. Teknologi persiapan memiliki keuntungan sebagai berikut:

Teknologi ini ditujukan untuk ketahanan deformasi yang tinggi dari paduan titanium. Melalui peningkatan inovatif dari pabrik penusuk giling silang, pabrik penggulung multi-fungsi dan peredam tegangan mikro seri ganda, gaya penggulungan motor utama meningkat, dan pemanasan dilakukan melalui tungku cincin. Sistem kontrol suhu cerdas dan perangkat transfer cepat diadopsi antara proses piercing, hot rolling, sizing dan koreksi untuk meminimalkan laju penurunan suhu blanko untuk memastikan bahwa ia memiliki plastisitas yang cukup dan beradaptasi dengan karakteristik rentang suhu deformasi yang sempit. paduan titanium.

Proses ini sangat cocok untuk menggulung dan membentuk pipa paduan titanium berdiameter besar. Diameter luar bisa mencapai 530mm, ketebalan dinding mencakup 5-36mm, dan panjang produk bisa mencapai 12 meter atau lebih. Dibandingkan dengan proses pengerolan dingin + ekstrusi dan proses pengeboran dan pemboran, biaya pemrosesannya berkurang lebih dari 50%; dibandingkan dengan pengeboran tradisional dan pemrosesan membosankan, tingkat pemanfaatan pipa paduan titanium meningkat lebih dari 40%; dibandingkan dengan proses pencetakan ekstrusi tradisional, Efisiensi produksi berlipat ganda. Ini telah mencapai efisiensi tinggi dan biaya rendah, dan mengatasi hambatan teknis produksi pipa paduan titanium berdiameter besar dengan rolling miring dua rol dari paduan titanium. Berdasarkan kemajuan proses dan kematangan teknologi, tingkat rendemen bisa mencapai 95%.

Prospek aplikasi dan pengembangan pipa paduan titanium berdiameter besar

Saat ini, titanium yang digunakan dalam peralatan kapal domestik terutama meliputi: kondensor utama kapal selam, tangki peluncuran torpedo paduan titanium, pendingin darurat sistem sirkuit utama tenaga nuklir PWR, kubah sonar, baling-baling paduan titanium, pipa knalpot asap mesin diesel Dan sistem perpipaan laut, sistem perpipaan dan katup pompa terkait, cangkang tekanan submersible dalam dan sistem bantu. Spesifikasi khas pipa air laut: 308x4mm, 285x5mm; sistem perpipaan air laut utama kapal: 12.7~304.8mm.

Karena kepadatan rendah, ketahanan korosi dan kekuatan tinggi dari titanium dan paduan titanium, berat peralatan dapat sangat berkurang. Oleh karena itu, meskipun titanium dan paduan titanium lebih mahal dalam hal harga satuan, setelah berat keseluruhan peralatan berkurang, titanium dan paduan titanium Sebaliknya, input seksual tidak akan terlalu tinggi dari bahan lain, dan bahkan lebih rendah dari bahan lainnya. Pipa titanium dan paduan titanium memiliki prospek aplikasi yang besar. Dengan kematangan dan promosi efisiensi tinggi, aliran pendek, teknologi produksi berbiaya rendah, banyak aplikasi pipa tembaga dan paduan tembaga dapat digantikan oleh pipa titanium dan paduan titanium.

Dalam pembuatan kapal, pipa yang digunakan di kapal dan kapal tanker minyak besar merupakan bidang aplikasi penting dari pipa paduan tembaga. Pipa paduan tembaga untuk kapal terutama mencakup pipa cupronickel BFe30-1-1, BFe10-1-1 dan pipa kuningan aluminium HAl77-2. Karena sebagian besar media kontak di laut adalah air laut, pipa diharuskan memiliki ketahanan korosi air laut yang sangat baik dan sifat mekanik dan teknologi yang tinggi. Perangkat pertukaran panas teknik kelautan menggunakan tabung tembaga dan paduan tembaga. Misalnya, tabung pertukaran panas laut lainnya terutama meliputi: pendingin oli, pendingin air dan pemanas air umpan untuk mesin diesel, generator, dan sistem tambahan lainnya. Spesifikasi dari produk ini bervariasi.

Konstruksi teknik kelautan dan kapal bertonase besar membutuhkan peralatan perpipaan anti-korosi yang lebih berpresisi tinggi dan berdiameter lebih besar untuk meningkatkan transmisi dan perpindahan utama. Pada saat yang sama, akurasi dimensi yang tinggi harus digunakan untuk memastikan keketatan yang tinggi dari rakitan pipa. Dapat dipahami bahwa diameter maksimum pipa tembaga-nikel mulus seperti anjungan produksi minyak dan laut berdiameter besar di Jerman, Korea Selatan, dan negara-negara lain telah mencapai 520mm atau lebih.

Dengan pendalaman bertahap strategi kekuatan maritim negara saya' permintaan akan pipa seamless berdiameter besar, berkekuatan tinggi dan tahan korosi terus meningkat di bidang peralatan lepas pantai, minyak dan gas lepas pantai. eksplorasi dan pengembangan lapangan, dan kapal. Produksi skala besar dari pipa mulus paduan titanium berdiameter besar dan promosi industri serta penerapan teknologi persiapan yang berefisiensi tinggi, proses pendek, dan berbiaya rendah akan semakin memenuhi permintaan pasar' berbiaya rendah untuk produk titanium dan paduan titanium. Pada saat yang sama, konsentrasi industri titanium saat ini tidak tinggi. Produsen harus secara aktif bekerja sama dengan unit perumusan dan desain standar nasional, perguruan tinggi dan universitas, pengguna hilir dan produsen peralatan pendukung terkait lainnya untuk membentuk teknologi titanium nasional dan platform layanan jaringan ekonomi untuk membentuk Bekerja sama untuk mempromosikan pengembangan pasar paduan titanium, dan berusaha keras untuk dukungan kebijakan dan keuangan dari negara untuk lebih mempromosikan aplikasi yang lebih luas dari pipa paduan titanium.

Nicole