Titaantorude laiem kasutamine avab magestamis- ja laevaehitustööstusele uusi võimalusi!

Titaani vastupidavus merevee korrosioonile on parem kui kõigil teistel metallidel, nii merevee staatilises kui ka suurel kiirusel voolavas titaanil on eriline stabiilsus. Seetõttu on titaan ideaalne materjal magestamistehaste jaoks. Titaani rakenduste arv selles valdkonnas kasvab. Titaanist merevee ja ookeaniõhu korrosioonikindlus on väga tugev ning tugev, kerge, on laevaehitustööstuse ideaalsed konstruktsioonimaterjalid, seda on laialdaselt kasutatud mitmesugustes laevades ja süvaveeallveelaevades.
Praegu on magestamine levinud enam kui 60 riiki ja piirkonda üle maailma, maailmas on üle 6 miljoni magestamistehase, merevee magestamine päevas on umbes 35 miljonit tonni ja aastane määr on üle 10%. suurenemises. Magestamisest on saanud üks parimaid viise veepuuduse probleemi lahendamiseks. Praegu on maailmas levinud magestamismeetodid peamiselt mitmeastmeline kiirdestilleerimine (MSF), madaltemperatuuriline mitmetoimeline destilleerimine (LT-MED) ja pöördosmoosmembraani (RO) meetod. Kõigil kolmel meetodil on oma eelised ja puudused, samuti on erinevad tingimused ja rakendusala. Hiinas kasutatakse peamiselt LT-MED ja RO meetodeid ning lähiaastatel käivitatakse Hiinas mitu magestamisprojekti. Järgmise 3-5 aasta jooksul on merevee magestamisel palju arenguruumi.
Sõltuvalt tänapäevasest tehnoloogiast merevee laiaulatuslikuks rakendamiseks on merevee magestamise jaoks kulueelis, võrreldes lõunast põhjasuunalise vee ümbersuunamisega on tonnide veekulu madalam, riik on kehtestanud mitmeid soodustusi, järgmise 10 aasta jooksul merevee magestamise ulatus on 5 korda suurem kui praegu. Tulevikutrend on magestamisseadmed, milles kasutatakse vasesulami asemel titaanisulamit. Titaani mitmekülgsed eelised määravad tuleviku merevee magestamise torude laialdaselt kasutatava ruumi valdkonnas, eeldatakse, et järgmise kümne aasta jooksul on Hiina merevee magestamise titaantoru nõudlus umbes 9500-23520 tonni, ülemaailmne nõudlus on umbes 140. 63-281,25 miljonit tonni. Kuigi esialgne sisenõudlus ei ole suur, kuid sisenõudlus moodustab vaid 1,6% kogu rahvusvahelisest nõudlusest, võib öelda, et üldine arenguruum on väga suur.

Esiteks, magestamise titaantorude peamised omadused:
1, madal tihedus, kõrge eritugevus (tugevus / erikaal)
Titaanmetalli tihedus on 4,51 g/cm3, kõrgem kui alumiiniumil ja madalam kui terasel, vasel, niklil. Kuid eritugevus asub metalli ülaosas, on 3 korda suurem kui roostevaba teras, on 1,3 korda suurem kui alumiiniumisulamil;
2, hea korrosioonikindlus
Titaan on väga aktiivne metall, selle tasakaalupotentsiaal on termodünaamilise korrosiooni tendentsi keskkonnas väga madal. Kuid tegelikult on titaan paljudes keskkondades väga stabiilne, näiteks titaan oksüdeerivas, neutraalses ja nõrgas redutseerivas keskkonnas on korrosioonikindel. Selle põhjuseks on asjaolu, et titaanil ja hapnikul on suur afiinsus õhus või hapnikku sisaldavas keskkonnas, titaanpinnal, et tekitada tihe, tugeva nakkuvusega kiht, suur inertne oksiidkile, mis kaitseb titaani substraati korrosiooni eest. Isegi mehaanilise kulumise tõttu toimub peagi iseparanemine või taastumine. See näitab, et titaan on tugeva passivatsiooniga metall. Titaani oksiidkile temperatuuril kuni 315 kraadi säilitab selle omaduse.
3, hea soojusülekande jõudlus
Kuigi titaanmetalli soojusjuhtivus on suurem kui süsinikterasel ja vasel, kuid titaani suurepärase korrosioonikindluse tõttu saab seina paksust oluliselt vähendada ja auruga soojusülekande pinda tilkkondensatsiooniks, vähendades soojusrühma, ka mittekatlastunud pind võib vähendada ka soojustakistust, nii et titaani jõudlus soojusülekandes paraneb oluliselt.
4, hea kuumakindlus
Uut titaanisulamit saab pikka aega kasutada temperatuuril 600 kraadi või kõrgemal.
5, hea keemiline vastupidavus madalatel temperatuuridel
Titaanisulam TA7 (Ti-5Al-2.5Sn), TC4 (Ti-6Al-4V) ja Ti-2.5Zr-1 .5Mo ja muud madala temperatuuriga titaanisulamid, mida esindab selle tugevus, suureneb temperatuuri langedes, kuid plastilisuse muutus ei ole oluline.
6, tõmbetugevus ja selle voolavuspiir
See omadus näitab, et voolavuspiiri suhe (tõmbetugevus / voolavuspiir) on kõrge, mis näitab, et titaanmetalli materjal plastilise deformatsiooni vormimisel on halb. Titaani saagispiiri ja elastsusmooduli suure suhte tõttu, nii et titaani vormimise tagasilöögivõime.
Teiseks asendab titaantorus olev magestamisseade järk-järgult algse vasesulamist toru, võrreldes kahega, on titaantorul järgmised eelised:
1, titaantoru vähema materjaliga. Samades töötingimustes on titaantoru seina paksus õhem, torude annus väiksem. Üldiselt on vasesulamist toru seina paksus 0,9 mm-1,2 mm; titaantoruga söövitavate väikeste kohtade asemel, saadaolev seinapaksus 0,5mm õhukese seinaga toru.

2, hea soojusjuhtivusega titaantoru. Titaani soojusjuhtivus 17W / (m - k), alumiinium messingist LOOW / (m - k), 70 / 30 vask 29 W / (m - k), titaani soojusjuhtivus väikseim. Kuid õhukeseseinaliste titaantorude kasutamine, soojusjuhtivus, ehkki halvem kui alumiiniumist messingist, kuid võrreldav 90/10 vasega, kui 70/30 vasega.
3, titaantoru on kulutõhusam. Titaantoru hinnad võivad konkureerida vasesulamist torudega, kuna titaani tihedus on sama, sama seinapaksus ja sama pikkusega titaantoru kvaliteet on ainult 50% vasesulamist torust, kui titaantoru seina paksus on 50%. vasesulamist torust on näha vasesulamist toru titaantoru sama soojusülekande pindala ainult 1/4, titaantoru on hinna poolest konkurentsivõimeline.
4, titaantoru kasutusiga on pikem. Kuna merevesi on sageli segatud setetega, mereelustikuga, on need kinnitatud soojusülekande toru ja toru otste külge, õõnestavad vasesulamist toru, vasesulam on samuti allutatud merevee korrosioonile Br-. Titaantoru puhul seda probleemi ei teki, eriti merevees olevate bakterite tapmiseks, tuleb hapnikku süstida, rohkem on vaja kasutada titaantoru head korrosioonikindlust.
Kolmandaks välismaiste titaanmaterjalide väljatöötamine ja rakendamine
Hitachi, Mitsubishi ja Toshiba elektrijaama kondensaatorite tootmine, paksude {{0}},5 mm titaanist keevitatud torude, Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui ja Kobe Steeli ning teiste ettevõtete kasutamine merevee magestamise seadmete tootmiseks, paksude 0,5 mm - 0,7 mm titaanist keevitatud torude kasutamine. 1983. aastani on Jaapan 16 aasta jooksul tootnud üle maailma 4038t õhukeseseinalisi titaankeevistorusid, mida kasutatakse magestamisseadmetes ning seni pole merevee korrosioonist tingitud kahjustusi olnud.
(1) Ventilatsioonikondensaator ja jugasurveseade
Jaapani tegelikud merevee magestamise seadmed on 2650 t/d merevee magestamise seade, mille on ehitanud Matsushima Carbon Mining Co. merevees korrosioonile Br- poolt ja pärast nende asendamist titaaniga ei ole korrosioonist tingitud rikkeid ilmnenud toimunud.
(2) Soojust vabastava sektsiooni kondensaator
Mitmeastmeline välkkondensaator on jahutusveena merevesi, leekkambri kõigil tasanditel tekkiv jahutav veeaur, merevee tõttu seguneb sageli setetega, mereelustik, need on kinnitatud soojusülekande toru ja toru otstesse, vase erosioon sulamist toru. Seetõttu kasutavad tänapäeval peaaegu kõik MSF tüüpi magestamisseadmed soojusülekande kondensaatoril titaantorusid. Eriti kui merevees olevate bakterite hävitamiseks tuleb hapnikku süstida, on vaja kasutada hea korrosioonikindlusega titaantorusid.
(3) Soojustagastusega sektsiooni kondensaator
Soojustagastuse osakonna kondensaatori soojusülekandeala on majanduslikel põhjustel suur, nüüd kasutatakse tavaliselt vasesulamist toru, ainult erilistel juhtudel kasutatakse titaantoru, näiteks mis sisaldab ammoniaaki või vesiniksulfiidi ja muid vasesulami korrosioonikeskkonna saasteaineid. intensiivne. 1977, eksporditud Saksamaa 3600 t/d MSF magestamisseadmesse, kuna see on ammoniaagi lisaseade, ei saa kasutada vasesulamit, vaid titaani; väävelhappe ja hapniku korrosiooni tõttu. Seoses hapniksulfiidi korrosiooniga, 3120t/dMSP magestamisseadmetega Peruus, tekkis alumiiniumist ja messingist torude korrosioon pärast 1-aastast kasutamist ning lõpuks asendati kõik soojusülekandetorud titaantorude vastu.
On teatatud, et päevane toodang 100 tonni magestamise seadmeid titaantorudega kuni 60,000. Aastatel 1967–1994, ligi 30 aasta jooksul, toodeti kokku 52 komplekti soojusenergia tootmise kondensaatori energiatasemel ja 7 komplekti magestamisseadmeid, kokku 11,000t titaankeevistorusid.
Neljandaks, laevaehitustööstus
Ühiskonna arenguga on järjest olulisem inimkonna nõudlus loodusvarade järele, mereressursside arendamine ja rakendamine, öeldakse, et 21. sajand on merearengu sajand.
Ookeani arendamiseks on vaja mitmesuguseid seadmeid ja mis tahes varustus selle funktsiooni saavutamiseks sõltub materjalitehnoloogiast. Titaanil on merekeskkonnaga kohandatud omadused, nagu korrosioonikindlus, mittemagnetiline, kõrged laiahaardelised mehaanilised omadused ja töödeldavus jne, see on merevarustuse looduslik konstruktsioonimaterjal. Need titaani omadused on uute laevatoodete, laevaehitusmasinate ja -seadmete uurimis- ja arendustegevuseks oluliseks materjalitehnoloogia platvormiks, nii et alates 1950. aastate lõpust on titaan laevades ja meretehnika rakendustes, mitte ainult järkjärgulise laienemise valdkond, vaid ka suurenenud summa.

Teaduse ja tehnoloogia arenguga on Hiina laevaehitustööstus pärast pikaajalisi rakendusuuringuid moodustanud laevaehituseks mõeldud titaanisulamitest materjalide tehnilise süsteemi. Selles tööstusharus kasutatakse titaanmetallurgia pooltooteid peamiselt mitmesuguste plaatide, sepiste, valandite, traadi ja torude spetsifikatsioonidega, millest suurim kogus plaate moodustab üle 70%, millele järgnevad sepised. , umbes 15%, valandid 12% ning ülejäänud traat ja toru. Laevade ja laevatehniliste seadmete ehituskvaliteedi tagamiseks on võtmetähtsusega erinevat tüüpi titaani isotroopia, kudede morfoloogia ja tera suurus, plaatide tootmine, painutamine, stantsimine, keevitamine, sepistamine ja valamine ettevalmistamine, tootmisprotsessi tehnoloogia. Lisaks näitavad kodumaise mere titaanisulami uurimis- ja arendustegevuse kogemused ka seda, et laevatoodete jaoks tuleb uus titaanisulami materjal läbi viia suuremahulise konstruktsiooni simulatsiooni. Laeva ehitamisel tuleb kasutada valideerimistesti selle kasutatavuse uurimiseks, vastava titaanisulamist materjali, laeva struktuuri, laevatoodete titaanisulamist materjali struktuuri kindlakstegemiseks. Et uurida selle kasutatavust ja luua vastav eksperimentaalne tehnoloogia.
Meretitaan tänu laiale kasutusalale on lisaks merekeskkonna korrosioonikindluse nõuetele ka järgmised uurimisprioriteedid: ① kõrge jõudlus (kõrge tugevus, löögikindlus, väsimuskindlus), kõrge funktsionaalsus (kõrge heliläbivus), ja kohaneda keskkonnatingimuste kasutamisega; ② materjali ehitusprotsessi kohanemisvõime, ohutuse ja töökindluse kasutamine; ③ sordid / spetsifikatsioonid seeria, materjali toetamine (näiteks vastav traatmaterjal), praktilisus; madalad kulud. Madalad kulud. Laevade ja laevaehituse eesmärk on tugineda selle jõudlusele ja kvaliteedile, aga ka näha, kas selle hind on vastuvõetav, madalad kulud on praegused mere titaanisulamist materjalid ja tootmisprotsess on uurimistöö oluline eesmärk, kodu- ja välismaised madalad kulud. titaanisulamite uurimine on üsna aktiivne.