I marine applikationer skal metalliske materialer udsættes for forskellige medier med høj saltholdighed, høj luftfugtighed, rigelige mængder af chloridioner og andre ætsende medier i lang tid, hvilket gør, at skaden er et resultat af elektrokemisk korrosion, grubetæring, spaltekorrosion, intergranulær korrosion, spændingskorrosion, revner osv. og andre former for skader. Derudover er valget af passende metaller med fremragende havvandskorrosionsbestandighed nøglen til sikkerheden, levetiden og økonomiske krav til så vigtige faciliteter som marineingeniørstrukturer, skibsudstyr, havvandsafsaltningsanlæg og offshore platform. Ifølge den nuværende materialevidenskab og ingeniørpraksis er TI'erne og titanlegeringerne de mest kraftfulde metalmaterialer mod havvandskorrosion, og dets overordnede ydeevne i forskellige marine er i forreste række.
1, titanium og titanlegeringer: "kronen" af havvands korrosionsbestandighed.
Blandt alle kendte materialer er titanium og dets legeringer blevet de bedste metaller til at modstå korrosion i stuetemperatur havvand og omtales som "marine metaller". Grunden til, at den er så modstandsdygtig over for korrosion, er på grund af dannelsen af et hurtigt-dannende, tæt, stabilt og selv-helbredende titaniumdioxid (TiO ₂) passiveringslag på overfladen. Oxidfilmen kan omgående regenereres inden for flere sekunder, når den er mekanisk afbrudt eller kemisk eroderet.5 Når en beskyttende film er beskadiget, isoleres basismetallet effektivt fra det ætsende middel og opnår således langtidsbeskyttelse.
1. Tilpasningsevne til hele miljøet
Titaniumlegeringer udviser ekstremt lave korrosionshastigheder i forskellige områder af havvand, herunder atmosfæriske zoner, stænkzoner, tidevandszoner, helt nedsænkede zoner og endda forurenet havvand og havmudder. Forskningsdata viser, at i typiske havområder som Det Sydkinesiske Hav og Det Østkinesiske Hav, efter 16 års kontinuerlig eksponering, har korrosionshastigheden af titanlegeringer tendens til nul, hvilket viser næsten "permanent" holdbarhed.
2. Fremragende modstand mod lokal korrosion
Sammenlignet med materialer som rustfrit stål og kobberlegeringer oplever titanlegeringer næsten ikke grubetæring, sprækkekorrosion eller intergranulær korrosion. Selv i havvand med sandindhold, høj strømningshastighed og alvorlig forurening kan overfladepassiveringsfilmen stadig forblive intakt og har stærk modstandsdygtighed over for erosion og korrosion.
3. Fremragende omfattende præstationsmatchning
Titaniumlegering har ikke kun fremragende korrosionsbestandighed, men har også høj styrke, lav densitet (ca. 57 % af stål), høj specifik styrke, god sejhed og svejseydelse samt ikke-magnetiske egenskaber. Det er særligt velegnet til applikationer såsom dyb-dybvandsfartøjer, skibsfremdrivningssystemer, ekkolodsdeflektorer osv., der kræver høj letvægt, skjul og strukturel styrke.
4. Praktisk ingeniør ansøgning verifikation
Titaniumlegeringer anvendes i vid udstrækning i russisk skibsbygning; dens "Typhoon-klasse" atomubåd er konstrueret af en dobbeltskallet titanlegeringsstruktur og når en dybde på 914 meter; Også GR5 titanlegering bruges til at lave trykbestandige skaller af kinesisk bemandet nedsænket Jiaolong. De amerikanske hydrofoilbåde er udstyret med titanlegeringspropeller, som giver 15 % større fremdriftseffektivitet og med en utrolig levetid. Disse succesrige er de bedste beviser på, at titanlegeringer kan bruges i ekstremt havmiljøer.
2, Sammenligning af andre højtydende korrosionsbestandige metalmaterialer i havvand
Selvom titanlegeringen har de bedste egenskaber, er den ret dyr, så i praktisk anvendelse bruger vi ofte andre metalliske materialer, som har god korrosionsbestandighed til at erstatte eller hjælpe den.
1. Høj nikkellegeringer (Monel, Hastelloy, Inconel)
Det er meget modstandsdygtigt over for kloridionkorrosion og oxidation, selv i havvandsnedsænkning og højtemperaturmiljø.
Monel-legering (Ni Cu) er særligt velegnet til komponenter som havvandspumpeaksler og ventiler; Hastelloy er almindeligt anvendt i miljøer, hvor stærkt ætsende kemiske medier blandes med havvand. Dens ulempe er, at det er dyrt, og intergranulær korrosion kan forekomme i visse legeringer inden for svejsezonen.
2. Serier af rustfrit stål (især 316L, 904L og andet molybdæn-indeholdende rustfrit stål)
På grund af tilstedeværelsen af molybdæn (Mo)-element, har 316L rustfrit stål væsentligt forbedret evnen mod chloridion-grubetæring, hvilket gør det til et af de mest populære rustfrie stål i marineområdet.
904L og andre super austenitiske rustfrit stål indeholder endnu mere krom, nikkel og molybdæn og tilbyder højere korrosionsbestandighedsniveauer til mere alvorlige praktiske forhold. Ikke desto mindre kan grubetæring og sprækkekorrosion fortsat finde sted, især i områder, hvor der skal anvendes katodisk beskyttelse, såsom stænkzone og stillestående vandzone.
3. Kobbernikkellegeringer (f.eks. cu ni 90/10,70/30) og aluminiumbronze n kobbernikkellegeringer er modstandsdygtige over for biobegroning med moderat korrosionsbestandighed og er det bedste materiale, der anvendes til renere rør i kondensator- og havvandsrør. Korrosionsbestandigheden af aluminiumbronze er overlegen i havvand, fordi den oxidfilm, der dannes på overfladen, er kompakt og fin og bruges i propeller, ventiler og lignende. Ikke desto mindre kan selv langvarig brug stadig ende i problemer som selektiv udvaskning og korrosion.
4. Udforskning af kompositmaterialer og nye legeringer
Amorfe legeringer har intet træ, og deres lokale korrosionsbestandighed er bedre end de traditionelle krystallinske materialer, hvilket gør dem til en forsknings-hotpot. 7 I mellemtiden udvikles der også billige- titanlegeringer for at reducere anvendelsestærsklen for titaniummaterialer og lette populariseringen blandt store-projekter, som f.eks. plante.
3, nøglefaktorer, der påvirker materialekorrosionsbestandighed og forslag til materialevalg
1. Variation i miljøzonering Marine vertikal lagdeling spiller en vigtig rolle i korrosion: stænkzonen har den mest alvorlige korrosion på grund af de skiftende tørre- og befugtningsforhold og tilstrækkelig ilt; mudderområdet er dog anaerobt og har en langsommere korrosionshastighed. Derfor bør visse materialer af forskellige kvaliteter bruges i forskellige områder. For eksempel, i stænkzonen bør titaniumlegering eller en høj nikkellegering anvendes, i den fulde nedsænkningszone skal du overveje kobbernikkellegering eller et rustfrit stål af god kvalitet.
2. Temperatur, flowhastighed og biologisk vedhæftning
Høj temperatur accelererer korrosionsreaktionen, høj strømningshastighed intensiverer erosionskorrosion, og biologisk tilsmudsning kan forårsage lokal korrosion. Udvælgelsen af materialer bør tage hensyn til disse dynamiske faktorer.
3. Økonomi og fuld livscyklus omkostninger
Selvom titanlegering har en høj initial investering, gør dens ultralange levetid (op til 50 år eller mere), ekstremt lave vedligeholdelseskrav og høje pålidelighed den overlegen i forhold til almindelige materialer med hensyn til samlede livscyklusomkostninger. I det lange løb er det den bedste balance mellem sikkerhed og økonomi.
4, Konklusion og Outlook: Sammenfattende er titanium og titanlegeringer i øjeblikket de stærkeste metalmaterialer med hensyn til havvands korrosionsbestandighed. Deres selvpassivering, selvreparationsevne, miljøtilpasningsevne og fremragende mekaniske egenskaber gør dem fremragende selv under ekstreme forhold såsom dybt hav, høj temperatur, højt saltindhold og høj strømningshastighed. De er blevet uerstattelige kernematerialer til high-marineudstyr.
Den fremtidige udviklingstendens vil fokusere på:
Udvikling af billige- titanlegeringer for at reducere råmateriale- og fremstillingsomkostninger; Gennembrud inden for klargøringsteknologien af komponenter i stor skala-, hvilket forbedrer størrelsen og formningsevnen af støbegods;
Anvendelse af avancerede fremstillingsprocesser, såsom 3D-print af komplekse strukturelle komponenter, for at reducere materialetab; Optimering af svejse- og forbindelsesteknologi for at forbedre korrosionsbestandigheden og pålideligheden af samlinger;
Konstruktion af materialemiljø interaktiv database til at understøtte intelligent materialevalg og livsforudsigelse. Med fremme af strategien om at opbygge en maritim magt og den stigende efterspørgsel efter dyb-havudvikling, vil titanlegeringer og andre højtydende korrosions-materialer spille en mere kritisk rolle inden for havteknik. Videnskabeligt udvalg af materialer, standardiseret brug, regelmæssig testning og vedligeholdelse vil være den grundlæggende garanti for at sikre en langsigtet sikker drift af marine faciliteter.
Anmod om et tilbud
E-mail:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
