I marina applikationer måste metalliska material utsättas för olika medier med hög salthalt, hög luftfuktighet, rikligt med kloridjoner och andra korrosiva medier under lång tid, vilket gör att skadan är en följd av elektrokemisk korrosion, gropkorrosion, spaltkorrosion, intergranulär korrosion, spänningskorrosionssprickor, etc. och andra former av skador. Dessutom är valet av lämpliga metaller med utmärkt havsvattenkorrosionsbeständighet nyckeln till säkerhet, livslängd och ekonomiska krav för sådana viktiga anläggningar som marintekniska strukturer, fartygsutrustning, havsvattenavsaltningsanläggning och offshoreplattform. Enligt nuvarande materialvetenskap och ingenjörspraxis är TI:erna och titanlegeringarna de mest kraftfulla metallmaterialen mot havsvattenkorrosion och dess övergripande prestanda i olika marina är i framkant.
1,Titan och titanlegeringar: "kronan" av korrosionsbeständighet mot havsvatten.
Bland alla kända material har titan och dess legeringar blivit de bästa metallerna för att motstå korrosion i rumstempererat havsvatten och kallas "marinmetaller". Anledningen till att den är så motståndskraftig mot korrosion är på grund av bildandet av ett snabbt-bildande, tätt, stabilt och själv-läkande passiveringsskikt av titandioxid (TiO ₂) på dess yta. Oxidfilmen kan omedelbart regenereras inom flera sekunder när den är mekaniskt avbruten eller kemiskt eroderad.5 När en skyddsfilm skadas isoleras basmetallen effektivt från det frätande medlet och uppnår därmed långtidsskydd.-
1. Anpassningsförmåga till hela miljön
Titanlegeringar uppvisar extremt låga korrosionshastigheter i olika regioner av havsvatten, inklusive atmosfäriska zoner, stänkzoner, tidvattenzoner, helt nedsänkta zoner och till och med förorenat havsvatten och marin lera. Forskningsdata visar att i typiska havsområden som Sydkinesiska havet och Östkinesiska havet, efter 16 års kontinuerlig exponering, tenderar korrosionshastigheten för titanlegeringar till noll, vilket visar nästan "permanent" hållbarhet.
2. Enastående motståndskraft mot lokal korrosion
Jämfört med material som rostfritt stål och kopparlegeringar upplever titanlegeringar knappast gropkorrosion, spaltkorrosion eller intergranulär korrosion. Även i havsvatten med sandhalt, hög flödeshastighet och kraftig förorening kan ytpassiveringsfilmen fortfarande förbli intakt och har stark motståndskraft mot erosion och korrosion.
3. Utmärkt omfattande prestandamatchning
Titanlegering har inte bara utmärkt korrosionsbeständighet, utan har också hög hållfasthet, låg densitet (cirka 57 % av stål), hög specifik hållfasthet, god seghet och svetsprestanda, såväl som icke-magnetiska egenskaper. Den är särskilt lämplig för applikationer som djupa-undervattensfarkoster, fartygsframdrivningssystem, ekolodsdeflektorer, etc. som kräver hög lättvikt, döljande och strukturell styrka.
4. Praktisk teknisk applikationsverifiering
Titanlegeringar används flitigt i rysk skeppsbyggnad; dess kärnubåt "Typhoon class" är konstruerad av en dubbelskals titanlegeringsstruktur och når ett djup av 914 meter; Även GR5 titanlegering används för att göra trycktåliga skal av kinesiska bemannade dränkbara Jiaolong. De amerikanska bärplansbåtarna är utrustade med propellrar av titanlegering, som ger 15 % högre framdrivningseffektivitet och med otrolig livslängd. Dessa framgångsrika är de bästa bevisen på att titanlegeringar kan användas i extremt marina miljöer.
2, Jämförelse av andra högpresterande korrosionsbeständiga metallmaterial i havsvatten
Även om titanlegeringen har de bästa egenskaperna är den ganska dyr, så i praktisk tillämpning använder vi ofta andra metalliska material som har bra korrosionsbeständighet för att ersätta eller hjälpa den.
1. Högnickellegeringar (Monel, Hastelloy, Inconel)
Den är mycket motståndskraftig mot kloridjonkorrosion och oxidation, även i havsvatten och högtemperaturmiljö.
Monel-legering (Ni Cu) är särskilt lämplig för komponenter som sjövattenpumpsaxlar och ventiler; Hastelloy används ofta i miljöer där starkt korrosiva kemiska medier blandas med havsvatten. Dess nackdel är att det är dyrt och intergranulär korrosion kan förekomma i vissa legeringar inom svetszonen.
2. Serier av rostfritt stål (särskilt 316L, 904L och andra molybden-innehållande rostfria stål)
På grund av förekomsten av molybden (Mo) element, har 316L rostfritt stål avsevärt förbättrat förmågan mot kloridjonsfrätningskorrosion, vilket gör det till ett av de mest populära rostfria stålen inom det marina området.
904L och andra superaustenitiska rostfria stål innehåller ännu mer krom, nickel och molybden och erbjuder högre korrosionsbeständighetsnivåer för svårare praktiska förhållanden. Ändå kan grop- och spaltkorrosion fortsätta att äga rum, särskilt i områden där katodiskt skydd ska användas såsom stänkzon och stillastående vattenzon.
3. Kopparnickellegeringar (t.ex. cu ni 90/10,70/30) och aluminiumbrons n kopparnickellegeringar är resistenta mot biopåväxt med måttlig korrosionsbeständighet och är det bästa materialet som används för renare rör i kondensor- och sjövattenrör. Korrosionsbeständigheten hos aluminiumbrons är överlägsen i havsvatten eftersom oxidfilmen som bildas på ytan är kompakt och fin och används i propellrar, ventiler och liknande. Ändå kan även långvarig användning fortfarande leda till problem som eller selektiv urlakning och korrosion.
4. Utforskning av kompositmaterial och nya legeringar
Amorfa legeringar har inget trä, och deras lokala korrosionsbeständighet är bättre än de traditionella kristallina materialen, vilket gör dem till en forskningshotpot. 7 Samtidigt utvecklas även låg- titanlegering för att minska tillämpningströskeln för titanmaterial och underlätta populariseringen bland stora-havsvattenprojekt som t.ex. växt.
3, Nyckelfaktorer som påverkar materialkorrosionsbeständighet och förslag på materialval
1. Variation i miljözonindelning Marin vertikal skiktning spelar en viktig roll vid korrosion: stänkzonen har den allvarligaste korrosionen på grund av de omväxlande torknings- och vätningsförhållandena och tillräckligt med syre; dock är lerområdet anaerobt och har en långsammare korrosionshastighet. Därför bör vissa material av olika kvaliteter användas inom olika områden. Till exempel, i stänkzonen bör titanlegering eller en högnickellegering användas, i hela nedsänkningszonen överväga kopparnickellegering eller ett rostfritt stål av god kvalitet.
2. Temperatur, flödeshastighet och biologisk vidhäftning
Hög temperatur påskyndar korrosionsreaktionen, hög flödeshastighet intensifierar erosionskorrosion och biologisk nedsmutsning kan orsaka lokal korrosion. Valet av material bör överväga dessa dynamiska faktorer.
3. Ekonomi och total livscykelkostnad
Även om titanlegering har en hög initial investering, gör dess extremt långa livslängd (upp till 50 år eller mer), extremt låga underhållskrav och höga tillförlitlighet den överlägsen vanliga material när det gäller total livscykelkostnad. I längden är det den bästa balansen mellan säkerhet och ekonomi.
4, Slutsats och utsikter: Sammanfattningsvis är titan och titanlegeringar för närvarande de starkaste metallmaterialen när det gäller korrosionsbeständighet i havsvatten. Deras självpassivering, självreparationsförmåga, miljöanpassning och utmärkta mekaniska egenskaper gör dem enastående även under extrema förhållanden som djupt hav, hög temperatur, hög salthalt och hög flödeshastighet. De har blivit oersättliga kärnmaterial för avancerad-marinutrustning.
Den framtida utvecklingstrenden kommer att fokusera på:
Utveckling av-lågkostnads titanlegeringar för att minska råmaterial- och tillverkningskostnaderna; Genombrott i beredningstekniken för storskaliga-komponenter, vilket förbättrar storleken och formningsförmågan hos gjutgods;
Tillämpning av avancerade tillverkningsprocesser, såsom 3D-utskrift av komplexa strukturella komponenter, för att minska materialförluster; Optimering av svets- och anslutningsteknik för att förbättra korrosionsbeständigheten och tillförlitligheten hos fogar;
Konstruktion av en interaktiv databas för materialmiljö för att stödja intelligent materialval och livsförutsägelse. Med utvecklingen av strategin att bygga en maritim kraft och den ökande efterfrågan på djup-havsutveckling kommer titanlegeringar och andra hög-korrosionsbeständiga-högpresterande material att spela en mer avgörande roll inom marinteknik. Vetenskapligt urval av material, standardiserad användning, regelbunden testning och underhåll kommer att vara den grundläggande garantin för att säkerställa en säker drift av marina anläggningar på lång sikt.
Begär en offert
E-post:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
