V námorných aplikáciách musia byť kovové materiály vystavené rôznym médiám s vysokou slanosťou, vysokou vlhkosťou, hojným výskytom chloridových iónov a iným korozívnym médiám na dlhú dobu, čo spôsobuje, že poškodenie je výsledkom elektrochemickej korózie, bodovej korózie, štrbinovej korózie, medzikryštalickej korózie, korózneho praskania pod napätím atď. a iné formy poškodenia sa ľahšie objavia. Okrem toho je výber vhodných kovov s vynikajúcou odolnosťou proti korózii morskou vodou kľúčom k bezpečnosti, životnosti a ekonomickým požiadavkám takých dôležitých zariadení, ako sú námorné inžinierske stavby, vybavenie lodí, závod na odsoľovanie morskej vody a pobrežná plošina. Podľa súčasnej vedy o materiáloch a inžinierskej praxe sú TI a zliatiny titánu najsilnejšími kovovými materiálmi proti korózii morskou vodou a ich celkové vlastnosti v rôznych námorných oblastiach sú v popredí.
1, titán a zliatiny titánu: "koruna" odolnosti proti korózii morskou vodou.
Spomedzi všetkých známych materiálov sa titán a jeho zliatiny stali najlepšími kovmi, ktoré odolávajú korózii v morskej vode pri izbovej teplote a označujú sa ako „morské kovy“. Dôvodom, prečo je tak odolný voči korózii, je vytvorenie rýchlo-tvoriacej sa, hustej, stabilnej a samo{2}}hojiacej sa pasivačnej vrstvy oxidu titaničitého (TiO ₂) na jeho povrchu. Oxidový film sa môže rýchlo regenerovať v priebehu niekoľkých sekúnd, keď je mechanicky narušený alebo chemicky erodovaný.5 Keď je ochranný film poškodený, základný kov je účinne izolovaný od korozívneho činidla, čím sa dosiahne dlhodobá-ochrana.
1. Prispôsobivosť celému prostrediu
Zliatiny titánu vykazujú extrémne nízku rýchlosť korózie v rôznych oblastiach morskej vody, vrátane atmosférických zón, zón spŕchnutia, prílivových zón, úplne ponorených zón a dokonca aj znečistenej morskej vody a morského bahna. Výskumné údaje ukazujú, že v typických morských oblastiach, ako je Juhočínske more a Východočínske more, po 16 rokoch nepretržitého vystavenia má rýchlosť korózie titánových zliatin tendenciu k nule, čo demonštruje takmer „trvalú“ trvanlivosť.
2. Vynikajúca odolnosť voči lokálnej korózii
V porovnaní s materiálmi, ako sú nehrdzavejúca oceľ a zliatiny medi, zliatiny titánu takmer netrpia jamkovou koróziou, štrbinovou koróziou alebo medzikryštalickou koróziou. Dokonca aj v morskej vode s obsahom piesku, vysokým prietokom a silným znečistením môže povrchový pasivačný film zostať neporušený a má silnú odolnosť proti erózii a korózii.
3. Vynikajúce komplexné prispôsobenie výkonu
Zliatina titánu má nielen vynikajúcu odolnosť proti korózii, ale má aj vysokú pevnosť, nízku hustotu (asi 57 % ocele), vysokú špecifickú pevnosť, dobrú húževnatosť a zvárací výkon, ako aj ne-magnetické vlastnosti. Je obzvlášť vhodný pre aplikácie, ako sú ponorné-morské člny, lodné pohonné systémy, sonarové deflektory atď., ktoré vyžadujú vysokú hmotnosť, krytie a pevnosť konštrukcie.
4. Overenie praktického inžinierstva
Zliatiny titánu sa vo veľkej miere používajú pri stavbe lodí v Rusku; jej jadrová ponorka "Typhoon class" je skonštruovaná dvojplášťovou štruktúrou z titánovej zliatiny a dosahuje hĺbku 914 metrov; Na výrobu tlakovo odolných plášťov čínskych ponorných člnov Jiaolong s posádkou sa používa aj titánová zliatina GR5. Americké krídlové člny sú vybavené vrtuľami z titánovej zliatiny, ktoré prinášajú o 15% vyššiu účinnosť pohonu a neuveriteľnú životnosť. Tieto úspešné sú najlepším dôkazom toho, že zliatiny titánu môžu byť použité v extrémne morskom prostredí.
2, Porovnanie iných vysokovýkonných kovových materiálov odolných voči korózii v morskej vode
Hoci zliatina titánu má najlepšie vlastnosti, je dosť drahá, takže v praxi často používame iné kovové materiály, ktoré majú dobrú odolnosť proti korózii, aby ju nahradili alebo pomohli.
1. Zliatiny s vysokým obsahom niklu (Monel, Hastelloy, Inconel)
Je vysoko odolný voči korózii a oxidácii chloridových iónov, dokonca aj v ponorení do morskej vody a vysokoteplotnom prostredí.
Zliatina Monel (Ni Cu) je obzvlášť vhodná pre komponenty, ako sú hriadele a ventily čerpadiel morskej vody; Hastelloy sa bežne používa v prostrediach, kde sú vysoko korozívne chemické médiá zmiešané s morskou vodou. Jeho nevýhodou je, že je drahý a v určitých zliatinách v oblasti zvaru môže dochádzať k medzikryštalickej korózii.
2. Séria z nehrdzavejúcej ocele (najmä 316L, 904L a iné nehrdzavejúce ocele-obsahujúce molybdén)
Vďaka prítomnosti molybdénového (Mo) prvku má nehrdzavejúca oceľ 316L výrazne zvýšenú schopnosť proti bodovej korózii chloridovými iónmi, čo z nej robí jednu z najpopulárnejších nehrdzavejúcich ocelí v námornej oblasti.
904L a iné superaustenitické nehrdzavejúce ocele obsahujú ešte viac chrómu, niklu a molybdénu a ponúkajú vyššiu úroveň odolnosti proti korózii pre náročnejšie praktické podmienky. Napriek tomu môže naďalej dochádzať k jamkovej a štrbinovej korózii, najmä v oblastiach, kde sa má použiť katódová ochrana, ako je zóna rozstreku a zóna stojatej vody.
3. Zliatiny medi a niklu (napr. cu ni 90/10,70/30) a hliníkový bronz a zliatiny medi a niklu sú odolné voči biologickému znečisteniu so strednou odolnosťou proti korózii a sú najlepším materiálom používaným na čistejšie rúry v kondenzátoroch a potrubiach s morskou vodou. Odolnosť hliníkového bronzu proti korózii je lepšia v morskej vode, pretože oxidový film vytvorený na povrchu je kompaktný a jemný a používa sa vo vrtuliach, ventiloch a podobne. Napriek tomu aj dlhodobé používanie môže skončiť problémami, ako je selektívne vylúhovanie a korózia.
4. Prieskum kompozitných materiálov a nových zliatin
Amorfné zliatiny nemajú žiadne drevo a ich odolnosť voči lokálnej korózii je lepšia ako u tradičných kryštalických materiálov, čo z nich robí stredobod výskumu. 7 Medzitým sa vyvíja aj lacná- zliatina titánu, aby sa znížil prah použitia titánových materiálov a uľahčila sa popularizácia medzi veľkými-mega{3}}projektmi, ako je most cez morskú vodu a závod na odsoľovanie morskej vody.
3, Kľúčové faktory ovplyvňujúce odolnosť materiálu proti korózii a návrhy na výber materiálu
1. Variácie v zónovaní prostredia Vertikálne vrstvenie morského prostredia hrá dôležitú úlohu pri korózii: najzávažnejšiu koróziu má zóna rozstreku kvôli striedaniu podmienok sušenia a zmáčania a dostatočného množstva kyslíka; oblasť bahna je však anaeróbna a má pomalšiu rýchlosť korózie. Preto by sa v rôznych oblastiach mali používať určité materiály rôznych tried. Napríklad v zóne rozstreku by sa mala použiť zliatina titánu alebo zliatina s vysokým obsahom niklu, v zóne úplného ponorenia zvážte zliatinu medi a niklu alebo kvalitnú nehrdzavejúcu oceľ.
2. Teplota, prietok a biologické pripojenie
Vysoká teplota urýchľuje koróznu reakciu, vysoký prietok zosilňuje eróznu koróziu a biologické znečistenie môže spôsobiť lokálnu koróziu. Výber materiálov by mal komplexne zohľadňovať tieto dynamické faktory.
3. Hospodárnosť a náklady na celý životný cyklus
Hoci má titánová zliatina vysokú počiatočnú investíciu, jej mimoriadne dlhá životnosť (až 50 rokov alebo viac), extrémne nízke nároky na údržbu a vysoká spoľahlivosť ju robia lepšími ako bežné materiály z hľadiska celkových nákladov na životný cyklus. Z dlhodobého hľadiska je to najlepšia rovnováha medzi bezpečnosťou a hospodárnosťou.
4, Záver a výhľad: Stručne povedané, titán a zliatiny titánu sú v súčasnosti najsilnejšími kovovými materiálmi z hľadiska odolnosti proti korózii morskou vodou. Ich samopasivácia, schopnosť samoopravy, adaptabilita na životné prostredie a vynikajúce mechanické vlastnosti ich robia vynikajúcimi aj v extrémnych podmienkach, ako je hlboké more, vysoká teplota, vysoká soľ a vysoká rýchlosť prúdenia. Stali sa nenahraditeľnými základnými materiálmi pre špičkové-námorné vybavenie.
Budúci vývojový trend sa zameria na:
vývoj lacných-zliatin titánu na zníženie nákladov na suroviny a výrobu; Prelom v technológii prípravy veľkorozmerných súčiastok, zlepšenie veľkosti a tvarovateľnosti odliatkov;
Aplikácia pokročilých výrobných procesov, ako je 3D tlač zložitých konštrukčných komponentov, na zníženie strát materiálu; Optimalizácia technológie zvárania a spájania na zlepšenie odolnosti proti korózii a spoľahlivosti spojov;
Vybudovanie interaktívnej databázy materiálového prostredia na podporu inteligentného výberu materiálu a predikcie životnosti. S pokrokom v stratégii budovania námornej veľmoci a zvyšujúcim sa dopytom po hlbokomorskom vývoji budú zliatiny titánu a iné vysokovýkonné materiály odolné voči korózii-korózii- zohrávať dôležitejšiu úlohu v oblasti námorného inžinierstva. Vedecký výber materiálov, štandardizované používanie, pravidelné testovanie a údržba budú základnou zárukou pre zaistenie-dlhodobej bezpečnej prevádzky námorných zariadení.
Vyžiadajte si cenovú ponuku
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
