U pomorskoj primjeni, metalni materijali moraju biti izloženi raznim medijima visokog saliniteta, visoke vlažnosti, obilnih jona klorida i drugih korozivnih medija tokom dužeg vremena, zbog čega oštećenja nastaju kao posljedica elektrohemijske korozije, korozije udubljenja, korozije u pukotinama, intergranularne korozije, naponske korozije itd. i drugih oblika oštećenja. Osim toga, izbor odgovarajućih metala sa odličnom otpornošću na koroziju u morskoj vodi ključ je za sigurnost, život i ekonomske zahtjeve tako važnih objekata kao što su pomorske inženjerske strukture, brodska oprema, postrojenje za desalinizaciju morske vode i platforma na moru. Prema trenutnoj nauci o materijalima i inženjerskoj praksi, TI i legure titana su najsnažniji metalni materijali protiv korozije morske vode, a njegove ukupne performanse u različitim pomorstvu su u prvom planu.
1, Titan i legure titana: "kruna" otpornosti na koroziju u morskoj vodi.
Među svim poznatim materijalima, titan i njegove legure su postali najbolji metali otporni na koroziju u morskoj vodi sobne temperature i nazivaju se "pomorski metali". Razlog zašto je toliko otporan na koroziju je zbog formiranja brzo-formirajućeg, gustog, stabilnog i-samozacjeljujućeg pasivirajućeg sloja titanijum dioksida (TiO ₂) na njegovoj površini. Oksidni film se može brzo regenerirati u roku od nekoliko sekundi kada je mehanički poremećen ili hemijski erodiran.5 Kada je zaštitni film oštećen, osnovni metal se efikasno izoluje od korozivnog sredstva, čime se postiže dugotrajna-zaštita.
1. Prilagodljivost cjelokupnom okruženju
Titanijumske legure pokazuju izuzetno niske stope korozije u različitim regionima morske vode, uključujući atmosferske zone, zone prskanja, zone plime, potpuno uronjene zone, pa čak i zagađenu morsku vodu i morsko blato. Podaci istraživanja pokazuju da u tipičnim morskim područjima kao što su Južno kinesko more i Istočno kinesko more, nakon 16 godina neprekidnog izlaganja, stopa korozije titanijumskih legura teži nuli, pokazujući gotovo "trajnu" trajnost.
2. Izvanredna otpornost na lokalnu koroziju
U usporedbi s materijalima kao što su nehrđajući čelik i legure bakra, legure titana jedva doživljavaju koroziju udubljenja, koroziju u pukotinama ili intergranularnu koroziju. Čak iu morskoj vodi sa sadržajem pijeska, velikom brzinom protoka i velikim zagađenjem, površinski pasivacijski film i dalje može ostati netaknut i ima jaku otpornost na eroziju i koroziju.
3. Odlično sveobuhvatno usklađivanje performansi
Titanijumska legura ne samo da ima odličnu otpornost na koroziju, već ima i visoku čvrstoću, malu gustinu (oko 57% čelika), visoku specifičnu čvrstoću, dobru žilavost i performanse zavarivanja, kao i nemagnetna svojstva. Posebno je pogodan za primjene kao što su duboke-podmornice, brodski pogonski sistemi, sonarni deflektori, itd. koje zahtijevaju veliku težinu, prikrivanje i strukturnu čvrstoću.
4. Verifikacija praktične inženjerske aplikacije
Legure titana se u velikoj meri koriste u ruskoj brodogradnji; njena nuklearna podmornica "Typhoon class" izrađena je od dvostruke ljuske od legure titanijuma i doseže dubinu od 914 metara; Također, GR5 legura titanijuma se koristi za izradu školjki otpornih na pritisak kineskog podvodnog broda Jiaolong s ljudskom posadom. Američki hidrogliserski čamci opremljeni su propelerima od legure titanijuma, koji donose 15% veću propulzivnu efikasnost i sa nevjerovatnim vijekom trajanja. Ovi uspješni su najbolji dokaz da se legure titana mogu koristiti u ekstremno morskom okruženju.
2, Poređenje drugih metalnih materijala visokih performansi otpornih na koroziju u morskoj vodi
Iako legura titanijuma ima najbolje karakteristike, prilično je skupa, pa u praktičnoj primeni često koristimo druge metalne materijale koji imaju dobru otpornost na koroziju da bi je zamenili ili pomogli.
1. Legure sa visokim sadržajem nikla (Monel, Hastelloy, Inconel)
Visoko je otporan na koroziju i oksidaciju hloridnih jona, čak i pri uranjanju u morsku vodu i u okruženju visokih temperatura.
Monel legura (Ni Cu) je posebno pogodna za komponente kao što su osovine i ventili pumpi za morsku vodu; Hastelloy se obično koristi u okruženjima gdje su visoko korozivni hemijski mediji pomiješani s morskom vodom. Njegov nedostatak je što je skup i može doći do intergranularne korozije u određenim legurama unutar zone zavara.
2. Serija od nerđajućeg čelika (posebno 316L, 904L i drugi nerđajući čelik-koji sadrži molibden)
Zbog prisustva molibdenskog (Mo) elementa, nehrđajući čelik 316L je značajno poboljšao sposobnost protiv korozije kloridnih jona, što ga čini jednim od najpopularnijih nehrđajućih čelika u pomorstvu.
904L i drugi super austenitni nerđajući čelici sadrže još više hroma, nikla i molibdena i nude više nivoe otpornosti na koroziju za teže praktične uslove. Ipak, korozija udubljenja i pukotina može se nastaviti, posebno u područjima gdje se koristi katodna zaštita, kao što su zona prskanja i zona stajaće vode.
3. Legure bakra nikla (npr. Cu ni 90/10,70/30) i legure aluminijuma bronze i bakra nikla otporne su na bioobraštanje sa umerenom otpornošću na koroziju i najbolji su materijal za čistije cevi u cevima kondenzatora i morske vode. Otpornost na koroziju aluminijske bronce je superiorna u morskoj vodi jer je oksidni film formiran na površini kompaktan i fin, a koristi se u propelerima, ventilima i slično. Ipak, čak i dugotrajna upotreba još uvijek može završiti problemima kao što su ili selektivno ispiranje i korozija.
4. Istraživanje kompozitnih materijala i novih legura
Amorfne legure nemaju zrnasto drvo, a njihova lokalna otpornost na koroziju je bolja od otpornosti na tradicionalne kristalne materijale, što ih čini žarištem za istraživanje. 7 U međuvremenu se razvija niska- legura titana kako bi se smanjio prag primjene titanijumskih materijala i olakšala popularizacija među velikim{ga{ga{3} postrojenje za desalinizaciju morske vode.
3, Ključni faktori koji utiču na otpornost materijala na koroziju i prijedlozi za odabir materijala
1. Varijacije u zoniranju životne sredine Vertikalna stratifikacija mora igra važnu ulogu u koroziji: zona prskanja ima najtežu koroziju zbog naizmjeničnih uslova sušenja i vlaženja i adekvatnog kiseonika; međutim, područje blata je anaerobno i ima sporiju stopu korozije. Stoga bi se određeni materijali različitih razreda trebali koristiti u različitim područjima. Na primjer, u zoni prskanja treba koristiti leguru titana ili leguru s visokim sadržajem nikla, u zoni punog uranjanja razmotrite leguru bakra nikla ili kvalitetan nehrđajući čelik.
2. Temperatura, brzina protoka i biološka vezanost
Visoka temperatura ubrzava reakciju korozije, velika brzina protoka intenzivira erozijsku koroziju, a biološko onečišćenje može uzrokovati lokalnu koroziju. Izbor materijala treba sveobuhvatno uzeti u obzir ove dinamičke faktore.
3. Ekonomičnost i trošak punog životnog ciklusa
Iako legura titana ima veliku početnu investiciju, njen ultra dugi vijek trajanja (do 50 godina ili više), izuzetno niski zahtjevi za održavanjem i visoka pouzdanost čine je superiornijom od običnih materijala u smislu ukupnih troškova životnog ciklusa. Dugoročno gledano, to je najbolji balans između sigurnosti i ekonomičnosti.
4, Zaključak i izgled: Ukratko, titan i legure titana su trenutno najjači metalni materijali u pogledu otpornosti na koroziju u morskoj vodi. Njihova samopasivacija, sposobnost samopopravke, prilagodljivost okolišu i odlična mehanička svojstva čine ih izvanrednim čak i u ekstremnim uvjetima kao što su duboko more, visoka temperatura, velika sol i velika brzina protoka. Oni su postali nezamjenjivi osnovni materijali za vrhunsku-pomorsku opremu.
Budući trend razvoja će se fokusirati na:
Razvoj jeftinih{0}}legura titanijuma za smanjenje troškova sirovina i proizvodnje; Proboj u tehnologiji pripreme velikih-komponenti, poboljšanje veličine i sposobnosti oblikovanja odljevaka;
Primjena naprednih proizvodnih procesa, kao što je 3D štampanje složenih strukturnih komponenti, za smanjenje gubitka materijala; Optimizacija tehnologije zavarivanja i spajanja radi poboljšanja otpornosti na koroziju i pouzdanosti spojeva;
Izgradnja interaktivne baze podataka materijalnog okruženja za podršku inteligentnom odabiru materijala i predviđanju života. Sa napretkom strategije izgradnje pomorske sile i sve većom potražnjom za razvojem dubokog{1}}podmorja, legure titanijuma i drugi materijali otporni na koroziju-visokih performansi-imat će važniju ulogu u polju pomorskog inženjerstva. Naučni odabir materijala, standardizirana upotreba, redovno ispitivanje i održavanje bit će temeljna garancija za osiguranje dugoročno-sigurnog rada pomorskih objekata.
Zatražite ponudu
Email:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
