Tillämpning och utveckling av titanlegeringsrör med stor diameter för marin användning

Tillämpning och utveckling av titanlegeringsrör med stor diameter för marin

Efterfrågan på olika typer av höghållfasta och korrosionsbeständiga metallrör som används i storskalig utrustning i fält visar en avsevärd ökning. Eftersom metallrör måste användas i komplexa och tuffa marina miljöer (stark korrosion, tyfon, stark konvektion, hög temperatur, högt tryck, biologisk vidhäftning) har de extremt höga krav på korrosionsbeständighet. Titan och titanlegeringar har hög seghet, icke-magnetiska. Unika fördelar som låg densitet och utmärkt korrosionsbeständighet har blivit det mest idealiska materialet för storskalig utrustning inom ovannämnda områden. Mycket erfarenhet har bekräftat att livslängden för låglegerat stålrörssystem är 1-2 år, och livslängden för Cu / Ni-rörsystemet är bara 6-8 år, vilket är långt under designens livslängdskrav av havsvattenledningar. Titan har egenskaperna med hög hållfasthet, hög seghet, hög specifik hållfasthet, låg vikt, icke-magnetisk, korrosionsbeständighet vid havsvatten och marin atmosfärisk korrosion. Korrosionslevnaden för rörledningar av titan och titanlegering är mer än 120 000 timmar och livslängden är mer än 60 år. Under arbetsförhållanden överträffas titanlegeringsmaterialets fulla livslängd av andra metallmaterial och det kan återvinnas 100% ofarligt efter att utrustningens livslängd är slut. Därför är det det bästa materialet för marin utrustning.

Karaktäristik för marin utrustning

① Marin utrustning är en stor metallbyggnad med stort tonnage, hög investeringskostnad och stor skada.

SystemSystemet har komplex struktur, kompletta funktioner, komplexa och hårda arbetsförhållanden, höga tillförlitlighetskrav och svåra konstruktionstekniker.

Extension Livslängdsförlängning är av stor betydelse för att säkerställa integriteten, tillförlitligheten och säkerheten för marin utrustning och strukturer och för att främja resursskydd och hållbar utveckling.

Förbättra prestanda för marin utrustning innebär främst förbättring av korrosionsbeständighet, låg vikt, applicering av material med hög hållfasthet och seghet, tillförlitlighet och produktekonomi under hela livscykeln.

Fördelarna medrör av titanlegering

Titanlegering har en serie viktiga egenskaper som hög smältpunkt, låg densitet, hög hållfasthet, korrosionsbeständighet, supraledning, formminne och vätelagring. Det används i stor utsträckning inom flyg, rymd, fartyg, kärnkraft, medicinsk, kemisk, metallurgi, elektronik, sport. Fritids- och konstruktionsområdena är kända som" tredje metall" ;," , luftmetall" och" havsmetall" ;. Rör används för överföringskanaler för gasformiga och flytande medier. De är basprodukter inom olika områden av den nationella ekonomin. Titanlegeringsrör används i flygmotorer, rymdfarkoster och petroleumsrörledningar på grund av deras lätta vikt och utmärkta korrosionsbeständighet. , Kemisk utrustning, havsmiljökonstruktion och olika plattformar för offshore-drift har ett brett spektrum av applikationer, såsom kustkraftverk, prospektering och transport av olja och gas till havs, avsaltning av havsvatten, produktion av kemisk marin, produktion av alkalisalt, oljeraffinering, etc. ., och utsikterna är mycket breda.

Marknadsföring och tillämpning av titanmaterial är en av de viktigaste tekniska utvecklingsriktningarna för skeppsbyggnad och marin teknisk utrustning. Titanlegeringsrör har använts i stor utsträckning i fartyg och marin teknisk utrustning i utvecklade länder. Ett stort antal titanmaterial används för att förbättra säkerheten och tillförlitligheten hos utrustningen, minska utrustningsvolymen, sänka kvaliteten och avsevärt minska utrustningsskador och olycksfall. Förläng livslängden kraftigt.

Bearbetningsegenskaper för rör i titanlegering

Titanlegering har låg plasticitet vid rumstemperatur och stor deformationsbeständighet, men den har god plasticitet och låg deformationsbeständighet i α + β tvåfaszon och β-faszon. Därför måste formning och tillverkning av titanlegeringsmaterial eller framställning av olika profiler (plattor), stavar, rör etc.) värmas upp till nära fasövergångspunkten.

Eftersom titanlegeringar är benägna att kemiskt reagera med syre, kväve, kol, etc. vid höga temperaturer och är lätta att absorbera väte, reduceras deformationen hos titanlegeringar drastiskt och materialets serviceprestanda påverkas. Dessutom medför den låga värmeledningsförmågan hos titanlegeringar ofta att stora ämnen upphettas. Detta resulterar i en stor temperaturskillnad i tvärsnitt, vilket lätt kan leda till sprickor under deformationsprocessen; dessutom är temperaturområdet för titanlegeringsdeformationszonen smalt och töjningshastigheten är känsligare och måste i allmänhet deformeras med en lägre hastighet; samtidigt påverkar kylningshastigheten efter deformationen direkt dess rumstemperatur. Jämviktsstrukturen och komponenternas serviceprestanda, därför bör deformationstemperaturen hållas konstant under deformationsprocessen eller åtgärder bör vidtas för att minska temperaturhastigheten droppe så att den har tillräcklig plasticitet.

mitt land' s stora diameter titanlegering rörförberedelse teknik analys

Den traditionella sömlösa rörproduktionsprocessen i titanlegering är extruderingspiercing, korsvalsande piercing + flervals kallvalsning, borrning och borrning. För närvarande kan den inhemska användningen av traditionell teknik förbereda små titanlegeringsrör, och de används inom flyg-, rymd-, skeppsbyggnad och petrokemiska fält, vilket starkt stöder utvecklingen av vapen och nationell ekonomi.

(1) Traditionell borrning och borrning och extruderingsprocess: Borrning och borrning är att direkt använda titanlegeringsstänger för borrning och borrning utan uppvärmning och kalandrering, och materialutnyttjandegraden är extremt låg, i allmänhet mindre än 50%, därför , den totala kostnaden Mycket hög. Samtidigt är den inte lämplig för bearbetning av rör med tunn diameter och tunnvägg.

Extrudering gjutningsteknik kan erhålla en stor mängd deformation, fina korn, och det är svårt att kontrollera enhetligheten hos kapillärväggtjockleken. Extrudering gjutning använder vanligtvis glaspulver smörjning eller koppar-klädd smörjning. Glaspulversmörjad extrudering av titanlegering rörteknik är inte mogen i mitt land. Smörjningseffekten i eftersträngsprutningssteget är inte perfekt, vilket lätt kan orsaka allvarlig yta på munstycket och det extruderade röret. Skador, höga tillverkningskostnader, låg produktionseffektivitet och produktkvalitet; smörjningseffekten av den kopparklädda hylsan är bättre och en bättre ytkvalitet på titanlegeringsröret kan erhållas, men materialet i den kopparklädda hylsan är stort och förpackningen fäst på ytan av titanlegeringsröret är borttagen. Kopparhylsan förbrukar mycket syra, vilket är lätt att orsaka miljöföroreningar.

(2) Traditionell piercing (Mann-typ) + kallvalsningsprocess: det finns många kallvalsningsprocesser, produktionseffektiviteten är extremt låg, flera passeringar krävs, deformation av passager är liten, energiförbrukningen av glödgning mellan passerna är höga och betningen förorenar miljön. Denna process är endast lämplig för att rulla rena titan- och legeringsrör med lågt deformationsmotstånd och kan inte rulla höghållfasta titanlegeringsrör (som TC4). Utbytet av denna process är cirka 75%.

Enligt egenskaperna hos titanlegeringsmaterial, genom att styra processparametrarna såsom rulltemperaturen, den totala diameternedsättningshastigheten, ellipticitetskoefficienten, deformationshastigheten, den främre reduktionshastigheten och hålighetskontrollen etc., stabiliteten hos hela processen garanteras och den interna och externa ytkvaliteten garanteras. , Dimensionsnoggrannhet och olika prestandaindikatorer uppfyller helt processkraven. Beredningstekniken har följande fördelar:

① Denna teknik är inriktad på titanlegeringarnas höga deformationsmotstånd. Genom den innovativa förbättringen av korsvalsande piercingverk, multifunktionsvalsverk och mikrospänningsreduktioner med dubbla serier ökar huvudmotorns rullande kraft och uppvärmningen sker genom en ringugn. Det intelligenta temperaturkontrollsystemet och snabböverföringsanordningen antas mellan håltagnings-, varmvalsnings-, dimensionerings- och korrigeringsprocesserna för att minimera ämnets temperaturfallshastighet för att säkerställa att den har tillräcklig plasticitet och anpassar sig till egenskaperna hos det smala deformationstemperaturområdet för titanlegeringen.

ProcessDenna process är särskilt lämplig för att rulla och forma titanlegeringsrör med stor diameter. Den yttre diametern kan nå ~ 530 mm, väggtjockleken täcker 5-36 mm och produktlängden kan nå 12 meter eller mer. Jämfört med extrudering + kallvalsningsprocess och borrning och borrningsprocess minskar dess bearbetningskostnad med mer än 50%. jämfört med traditionell borrning och tråkig bearbetning ökar användningsgraden för titanlegeringsrör med mer än 40%; jämfört med traditionell formpressningsprocess fördubblas produktionseffektiviteten. Det har uppnått hög effektivitet och låga kostnader och övervinner den tekniska flaskhalsen vid produktion av titanlegeringsrör med stor diameter genom tvåvalsig valsning av titanlegering. Baserat på framsteg i processen och teknikens mognad kan avkastningsgraden nå upp till 95%.

Tillämpnings- och utvecklingsutsikterna för titanlegeringsrör med stor diameter

För närvarande inkluderar titan som används i inhemsk fartygsutrustning huvudsakligen: ubåtens huvudkondensor, titanlegerad torpedlanseringstank, kärnkraft PWR primärkretssystem nödkylare, ekolodskupol, titanlegeringspropeller, dieselmotor rökavgasrör och sjöledningssystemet, relaterat rör- och pumpventilsystem, djupt nedsänkbart tryckskal och hjälpsystem. De typiska specifikationerna för havsvattenledningar: φ308x4mm, φ285x5mm; fartygets huvudsakliga rörsystem för havsvatten: φ12,7 ~ 304,8 mm.

På grund av låg densitet, korrosionsbeständighet och hög hållfasthet hos titan och titanlegeringar kan utrustningens vikt minskas kraftigt. Även om titan och titanlegeringar är dyrare när det gäller enhetspriset, efter att utrustningens totala vikt har reducerats, kommer titan och titanlegeringar tvärtom inte att vara sexuellt mer än andra material och till och med lägre än andra material. Titan- och titanlegeringsrör har stora applikationsmöjligheter. Med mognad och marknadsföring av högeffektiv, kortflödig och billig produktionsteknik kan många koppar- och kopparlegeringsrörsapplikationer ersättas med titan- och titanlegeringsrör.

①I varvsindustrin är rören som används i fartyg och stora oljetankfartyg ett viktigt användningsområde för kopparlegeringsrör. Kopparlegeringsrör för fartyg omfattar främst BFe30-1-1, BFe10-1-1 cupronickelrör och HAl77-2 mässingsrör av aluminium. Eftersom det mesta av kontaktmediet till havs är havsvatten, måste rören ha utmärkt korrosionsbeständighet för havsvatten och höga mekaniska och tekniska egenskaper. Marintekniska värmeväxlingsanordningar använder koppar- och kopparlegeringsrör. Till exempel inkluderar andra marina värmeväxlarrör huvudsakligen: oljekylare, vattenkylare och matarvattenvärmare för dieselmotorer, generatorer och andra hjälpsystem. Specifikationerna för dessa produkter varierar.

Konstruktionen av fartyg inom marin teknik och stora tonnage kräver mer korrosionsskyddad rörutrustning med hög precision och större diameter för att öka den primära överföringen och förskjutningen. Samtidigt bör högdimensionell noggrannhet användas för att säkerställa hög täthet i rörledningsaggregatet. Det är underförstått att den maximala diametern för sömlösa koppar-nickelrör såsom marina och oljeproduktionsplattformar med stor diameter i Tyskland, Sydkorea och andra länder har nått ~ 520 mm eller mer.

Med den gradvisa fördjupningen av mitt lands&# 39: s marina kraftstrategi fortsätter efterfrågan på sömlösa rör med stor diameter, höghållfasthet och högkorrosion att öka inom offshore-utrustning, offshoreolja och gas fältutforskning och utveckling samt fartyg. Storskalig produktion av sömlösa rör i titanlegering med stor diameter och industriell marknadsföring och tillämpning av högeffektiv, kortprocesssteknik och lågpriskonstruktionsteknik kommer ytterligare att möta marknaden&# 39: s lågkostnadskrav för titan- och titanlegeringsprodukter. Samtidigt är den nuvarande koncentrationen av titanindustrin inte hög. Tillverkare bör aktivt samarbeta med nationella standardiseringsformulerings- och designenheter, högskolor och universitet, nedströmsanvändare och andra relaterade tillverkare av stödutrustning för att inrätta en nationell plattform för titanteknik och ekonomiskt nätverk för att bilda. Arbeta tillsammans för att främja marknadsutvecklingen av titanlegeringar och sträva efter för politik och ekonomiskt stöd från staten för att ytterligare främja en bredare tillämpning av titanlegeringsrör.

Nicole