Anwendung und Entwicklung von Rohren aus Titanlegierung mit großem Durchmesser für die Schifffahrt

Anwendung und Entwicklung von Rohren aus Titanlegierung mit großem Durchmesser für die Schifffahrt

Die Nachfrage nach verschiedenen Arten von hochfesten und korrosionsbeständigen Metallrohren, die in Großanlagen im Feld eingesetzt werden, nimmt stark zu. Da Metallrohre in komplexen und rauen Meeresumgebungen (starke Korrosion, Taifun, starke Konvektion, hohe Temperatur, hoher Druck, biologische Haftung) eingesetzt werden müssen, stellen sie extrem hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit. Titan und Titanlegierungen haben eine hohe Zähigkeit, sind nicht magnetisch. Einzigartige Vorteile wie geringe Dichte und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit haben sich zum idealen Material für Großanlagen in den oben genannten Bereichen entwickelt. Viele Erfahrungen haben bestätigt, dass die Lebensdauer des niedriglegierten Stahlrohrsystems 1-2 Jahre beträgt und die Lebensdauer des Cu/Ni-Rohrsystems nur 6-8 Jahre beträgt, was weit unter den Anforderungen an die Auslegungslebensdauer liegt von Meerwasserleitungen. Titan hat die Eigenschaften hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit, hohe spezifische Festigkeit, geringes Gewicht, nicht magnetisch, Meerwasserkorrosionsbeständigkeit und marine atmosphärische Korrosion. Die Korrosionslebensdauer von Rohrleitungen aus Titan und Titanlegierungen beträgt mehr als 120.000 Stunden und die Lebensdauer beträgt mehr als 60 Jahre. Unter Arbeitsbedingungen ist die gesamte Lebensdauer von Titanlegierungsmaterial unübertroffen von anderen Metallmaterialien und kann nach dem Ende der Gerätelebensdauer zu 100% unbedenklich recycelt werden. Daher ist es das beste Material für Schiffsausrüstung.

Eigenschaften von Schiffsausrüstung

① Schiffsausrüstung ist ein großes Metallgebäude mit einer großen Tonnage, hohen Investitionskosten und großen Schadensverlusten.

②Das System hat eine komplexe Struktur, vollständige Funktionen, komplexe und raue Arbeitsbedingungen, hohe Zuverlässigkeitsanforderungen und schwierige Konstruktionstechniken.

③Die Verlängerung der materiellen Lebensdauer ist von großer Bedeutung, um die Integrität, Zuverlässigkeit und Sicherheit von Schiffsausrüstung und -strukturen zu gewährleisten und den Ressourcenschutz und die nachhaltige Entwicklung zu fördern.

④Die Verbesserung der Leistung von Schiffsausrüstung umfasst hauptsächlich die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, des geringen Gewichts, der Verwendung hochfester und hochzäher Materialien, der Zuverlässigkeit und der Produktökonomie während des gesamten Lebenszyklus.

Die Vorteile vonRohre aus Titanlegierung

Titanlegierungen haben eine Reihe wichtiger Eigenschaften wie hohen Schmelzpunkt, niedrige Dichte, hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Supraleitfähigkeit, Formgedächtnis und Wasserstoffspeicherung. Es ist weit verbreitet in der Luftfahrt, Luft- und Raumfahrt, Schiffen, Kernkraft, Medizin, Chemie, Metallurgie, Elektronik, Sport Die Bereiche Freizeit und Bau werden als"drittes Metall"," . bezeichnet ;Luftmetall" und"Ozeanmetall". Rohre werden für die Übertragungskanäle von gasförmigen und flüssigen Medien verwendet. Sie sind Grundprodukte in verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft. Rohre aus Titanlegierungen werden aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit in Luftfahrtmotoren, Luft- und Raumfahrtfahrzeugen und Erdölpipelines verwendet. , Chemische Ausrüstung, der Bau von Meeresumwelt und verschiedene Offshore-Betriebsplattformen haben ein breites Anwendungsspektrum, wie z ., und die Aussichten sind sehr breit.

Die Förderung und Anwendung von Titanwerkstoffen ist eine der wichtigsten technologischen Entwicklungsrichtungen für den Schiffbau und die Schiffstechnik. Rohre aus Titanlegierungen werden in Industrieländern häufig in Schiffen und Schiffstechnik verwendet. Eine große Anzahl von Titanmaterialien wird verwendet, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Geräten zu verbessern, das Gerätevolumen zu reduzieren, die Qualität zu reduzieren und Unfälle mit Geräteschäden und Wartungszeiten erheblich zu reduzieren. Verlängern Sie die Lebensdauer erheblich.

Leistungsmerkmale bei der Verarbeitung von Rohren aus Titanlegierung

Die Titanlegierung weist bei Raumtemperatur eine geringe Plastizität und einen großen Verformungswiderstand auf, weist jedoch eine gute Plastizität und einen geringen Verformungswiderstand in der α+β-Zweiphasenzone und der β-Phasenzone auf. Daher müssen bei der Umformung und Herstellung von Titanlegierungswerkstoffen oder der Herstellung verschiedener Profile (Platten), Stäbe, Rohre usw.) bis nahe an den Phasenübergangspunkt erhitzt werden.

Da Titanlegierungen bei hohen Temperaturen zu chemischen Reaktionen mit Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff usw. neigen und leicht Wasserstoff absorbieren, wird die Verformungsleistung von Titanlegierungen drastisch reduziert und die Gebrauchseigenschaften des Materials beeinträchtigt. Zudem führt die geringe Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen oft zu einer Erwärmung großer Rohlinge. Dadurch entsteht eine große Querschnitts-Temperaturdifferenz, die beim Umformprozess leicht zu Rissen führen kann; außerdem ist der Temperaturbereich der Titanlegierungs-Verformungszone eng und die Dehnungsrate ist empfindlicher und muss im Allgemeinen mit einer geringeren Rate verformt werden; gleichzeitig beeinflusst die Abkühlgeschwindigkeit nach der Verformung direkt die Raumtemperatur Die Gleichgewichtsstruktur und die Gebrauchseigenschaften der Bauteile, daher sollte die Verformungstemperatur während des Verformungsprozesses konstant gehalten oder Maßnahmen zur Reduzierung der Temperaturgeschwindigkeit ergriffen werden Tropfen, damit es eine ausreichende Plastizität hat.

mein Land's Titanlegierungsrohrvorbereitungstechnologieanalyse mit großem Durchmesser

Das traditionelle Herstellungsverfahren für nahtlose Rohre aus Titanlegierung ist das Strangpressen, das Querwalzen, das + Kaltwalzen mit mehreren Durchgängen, das Bohren und Bohren. Gegenwärtig können durch den häuslichen Gebrauch der traditionellen Technologie kleine Titanlegierungsrohre hergestellt werden, und sie werden in der Luft- und Raumfahrt, im Schiffbau und in der Petrochemie verwendet, was die Entwicklung der Waffen und der Volkswirtschaft stark unterstützt.

(1) Traditionelles Bohr- und Bohr- und Extrusionsverfahren: Beim Bohren und Bohren werden Stangen aus Titanlegierung direkt zum Bohren und Bohren verwendet, ohne Heizprozess und Kalandrieren, und die Materialausnutzungsrate ist daher extrem niedrig, im Allgemeinen weniger als 50% , die Gesamtkosten sehr hoch. Gleichzeitig ist es nicht für die Verarbeitung von Rohren mit großem Durchmesser und dünnwandigen Rohren geeignet.

Die Extrusionsformtechnologie kann ein großes Maß an Verformung und feine Körnung erreichen, und es ist schwierig, die Gleichmäßigkeit der Kapillarwanddicke zu kontrollieren. Beim Strangpressen wird normalerweise eine Glaspulverschmierung oder eine kupferplattierte Schmierung verwendet. Die glaspulvergeschmierte Extrusions-Titanlegierungsrohrtechnologie ist in meinem Land noch nicht ausgereift. Der Schmiereffekt in der Nachextrusionsphase ist nicht ideal, was leicht zu ernsthaften Oberflächen der Matrize und des extrudierten Rohres führen kann. Beschädigung, hohe Herstellungskosten, geringe Produktionseffizienz und Produktqualität; die Schmierwirkung der kupferplattierten Hülse ist besser und es kann eine bessere Oberflächenqualität des Titanlegierungsrohres erreicht werden, aber das Material der kupferplattierten Hülse ist groß und das Paket ist an der Oberfläche des Titanlegierungsrohres befestigt attached ist entfernt. Die Kupferhülse verbraucht viel Säure, was leicht zu Umweltverschmutzungen führen kann.

(2) Traditionelles Lochen (Mann-Typ) + Kaltwalzverfahren: Es gibt viele Kaltwalzverfahren, die Produktionseffizienz ist extrem niedrig, es sind mehrere Stiche erforderlich, die Verformung der Stiche ist gering, der Energieverbrauch beim Glühen zwischen Durchgänge ist hoch und das Beizen verschmutzt die Umwelt Dieses Verfahren eignet sich nur zum Walzen von Reintitan- und Legierungsrohren mit geringem Verformungswiderstand und kann keine hochfesten Titanlegierungsrohre (wie TC4) walzen. Die Ausbeute dieses Verfahrens beträgt etwa 75 %.

Entsprechend den Eigenschaften von Titanlegierungsmaterialien wird durch Kontrolle der Prozessparameter wie Walztemperatur, Gesamtdurchmesser-Reduktionsrate, Elliptizitätskoeffizient, Deformationsrate, Front-Reduktionsrate und Hohlraumkontrolle usw. die Stabilität der Der gesamte Prozess ist garantiert und die innere und äußere Oberflächenqualität ist garantiert. , Maßgenauigkeit und verschiedene Leistungsindikatoren erfüllen die Prozessanforderungen vollständig. Die Aufbereitungstechnik hat folgende Vorteile:

① Diese Technologie zielt auf die hohe Verformungsbeständigkeit von Titanlegierungen ab. Durch die innovative Weiterentwicklung von Schrägwalz-Lochwalzwerken, Multifunktionswalzwerken und Doppelserien-Mikrozugminderern wird die Walzkraft des Hauptmotors erhöht und die Erwärmung über einen Ringofen durchgeführt. Das intelligente Temperaturkontrollsystem und die schnelle Transfervorrichtung werden zwischen den Prozessen Lochen, Warmwalzen, Kalibrieren und Korrektur eingesetzt, um die Temperaturabfallrate des Rohlings zu minimieren, um sicherzustellen, dass er eine ausreichende Plastizität aufweist und sich an die Eigenschaften des engen Verformungstemperaturbereichs von die Titanlegierung.

②Dieses Verfahren eignet sich besonders zum Walzen und Umformen von Rohren aus Titanlegierungen mit großem Durchmesser. Der Außendurchmesser kann φ530 mm erreichen, die Wandstärke beträgt 5-36 mm und die Produktlänge kann 12 Meter oder mehr erreichen. Verglichen mit dem Extrusions-+-Kaltwalzverfahren und dem Bohr- und Bohrverfahren werden die Verarbeitungskosten um mehr als 50% reduziert; im Vergleich zur traditionellen Bohr- und Bohrbearbeitung wird die Nutzungsrate von Titanlegierungsrohren um mehr als 40% erhöht; im Vergleich zum traditionellen Extrusionsverfahren wird die Produktionseffizienz verdoppelt. Es hat eine hohe Effizienz und niedrige Kosten erreicht und überwindet den technischen Engpass bei der Herstellung von Rohren aus Titanlegierung mit großem Durchmesser durch Schrägwalzen von Titanlegierungen mit zwei Walzen. Basierend auf der Weiterentwicklung des Verfahrens und dem Reifegrad der Technologie kann die Ausbeuterate bis zu 95 % erreichen.

Die Anwendungs- und Entwicklungsperspektiven von Rohren aus Titanlegierungen mit großem Durchmesser

Derzeit umfasst Titan, das in der Schiffsausrüstung verwendet wird, hauptsächlich: Hauptkondensator von U-Booten, Torpedo-Starttank aus Titanlegierung, Notkühler für das PWR-Primärkreislaufsystem der Kernkraft, Sonarkuppel, Propeller aus Titanlegierung, Dieselmotor-Rauchauspuffrohr und das Seerohrleitungssystem, zugehöriges Rohrleitungs- und Pumpenventilsystem, tief eintauchendes Druckgehäuse und Hilfssystem. Die typischen Spezifikationen von Meerwasserleitungen: 308x4mm, φ285x5mm; das Hauptmeerwasser-Rohrleitungssystem von Schiffen: φ12,7~304,8mm.

Aufgrund der geringen Dichte, Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeit von Titan und Titanlegierungen kann das Gewicht der Ausrüstung stark reduziert werden. Obwohl Titan und Titanlegierungen in Bezug auf den Stückpreis teurer sind, werden Titan und Titanlegierungen nach der Reduzierung des Gesamtgewichts der Ausrüstung im Gegenteil nicht zu höher als bei anderen Materialien und sogar niedriger als andere Materialien. Rohre aus Titan und Titanlegierungen haben enorme Anwendungsperspektiven. Mit der Reife und Förderung hocheffizienter, kostengünstiger Produktionstechnologie mit kurzem Durchfluss können viele Rohranwendungen aus Kupfer und Kupferlegierungen durch Rohre aus Titan und Titanlegierungen ersetzt werden.

①Im Schiffbau sind die in Schiffen und großen Öltankern verwendeten Rohre ein wichtiges Anwendungsgebiet von Rohren aus Kupferlegierungen. Zu den Kupferlegierungsrohren für Schiffe gehören hauptsächlich BFe30-1-1, BFe10-1-1 Kupfernickelrohre und HAl77-2-Aluminiummessingrohre. Da das meiste Kontaktmedium auf See Meerwasser ist, müssen die Rohre eine ausgezeichnete Meerwasserkorrosionsbeständigkeit und hohe mechanische und technologische Eigenschaften aufweisen. Wärmetauscher für die Schiffstechnik verwenden Rohre aus Kupfer und Kupferlegierungen. Zu anderen Schiffswärmetauscherrohren gehören beispielsweise hauptsächlich: Ölkühler, Wasserkühler und Speisewassererhitzer für Dieselmotoren, Generatoren und andere Hilfssysteme. Die Spezifikationen dieser Produkte variieren.

②Der Bau von Schiffsbauschiffen und Schiffen mit großer Tonnage erfordert hochpräzise korrosionsbeständige Rohrleitungsausrüstungen mit größerem Durchmesser, um die Primärübertragung und Verdrängung zu erhöhen. Gleichzeitig sollte eine hohe Maßgenauigkeit verwendet werden, um die hohe Dichtheit der Rohrleitungsbaugruppe zu gewährleisten. Es versteht sich, dass der maximale Durchmesser von nahtlosen Kupfer-Nickel-Rohren wie Schiffs- und Ölförderplattformen mit großem Durchmesser in Deutschland, Südkorea und anderen Ländern φ520 mm oder mehr erreicht hat.

Mit der schrittweisen Vertiefung der maritimen Energiestrategie meines Landes&steigt die Nachfrage nach nahtlosen Rohren mit großem Durchmesser, hoher Festigkeit und hoher Korrosionsbeständigkeit in den Bereichen Offshore-Ausrüstung, Offshore-Öl und -Gas weiter an Feldforschung und -entwicklung sowie Schiffe. Die Massenproduktion von nahtlosen Rohren aus Titanlegierung mit großem Durchmesser und die industrielle Förderung und Anwendung von hocheffizienter, kurzzeitiger und kostengünstiger Aufbereitungstechnologie werden die kostengünstige Nachfrage des Marktes weiter befriedigen für Produkte aus Titan und Titanlegierungen. Gleichzeitig ist die aktuelle Konzentration der Titanindustrie nicht hoch. Hersteller sollten aktiv mit nationalen Standardformulierungs- und Designeinheiten, Hochschulen und Universitäten, nachgeschalteten Anwendern und anderen verwandten unterstützenden Geräteherstellern zusammenarbeiten, um eine nationale Plattform für Titantechnologie und ein wirtschaftliches Netzwerk zu bilden, um gemeinsam die Marktentwicklung von Titanlegierungen zu fördern und anzustreben für politische und finanzielle Unterstützung durch den Staat, um die breitere Anwendung von Rohren aus Titanlegierungen weiter zu fördern.

Nicole