Bahan Titanium dalam Teknik Lepas Pantai

Baik pengembangan ekonomi kelautan maupun pengembangan kekuatan angkatan laut modern memerlukan pengembangan serangkaian peralatan kelautan. Praktek menunjukkan bahwa peralatan kelautan canggih, apakah itu peralatan produksi minyak dan gas laut dalam, atau kapal selam nuklir, kapal selam dan peralatan lainnya, terlibat dalam peralatan titanium, bahan titanium dan paduan titanium yang ringan dan tahan korosi dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap peralatan kelautan untuk mencapai efisiensi tinggi, umur panjang dan keandalan yang tinggi.

Serta titanium saat ini di bidang teknik kelautan yang sedang berkembang saat ini. Tiongkok adalah negara besar industri titanium di dunia, memiliki penelitian dan pengembangan titanium yang lebih sempurna, sistem produksi dan aplikasi, dengan kapasitas produksi skala besar dan cadangan teknologi aplikasi multi-segi, mempercepat pengembangan titanium dalam teknik kelautan, tidak hanya diperlukan , tetapi juga layak.

Dibandingkan dengan baja, baja tahan karat, tembaga, aluminium dan bahan lainnya, fitur titanium yang paling menonjol adalah kepadatan rendah, kekuatan tinggi, ketahanan terhadap korosi, namun juga memiliki kemampuan untuk menahan erosi air laut, non-magnetik, penggetasan non-dingin, permeabilitas tinggi, mudah dibentuk, dituang, dilas, sehingga memiliki cakupan aplikasi yang luas di berbagai teknik kelautan.

Titanium dalam rekayasa kelautan secara besar-besaran, namun ada beberapa kekurangan dan masalah yang memprihatinkan. Rekayasa kelautan menghadapi banyak tantangan, terutama dalam lima aspek:

Pertama, dalam produksi bahan titanium.

Karena titik leleh bahan titanium yang tinggi (1668), ketahanan deformasi suhu tinggi, zona suhu perlakuan panas sempit, produksinya sulit, terutama bahan titanium berukuran besar dan berkinerja tinggi. Tidak hanya membutuhkan tungku peleburan vakum besar (tungku busur listrik vakum, tungku cold bed berkas elektron) dan membutuhkan peralatan pemrosesan bertekanan berat (forging press, rolling mill, extruder, dll.). Investasi produk unit produksi titanium sangat besar, hingga 30~40 juta/ton. Kapasitas produksi peralatan titanium dibandingkan baja dengan spesifikasi yang sama (1633,-16.00,-0.97%) sebanding atau lebih banyak peralatan, sedangkan output dan tingkat pemanfaatan peralatannya hanya satu dari jumlahnya puluhan, menyebabkan biaya produksi tinggi.

Kedua, dalam desain produk.

Titanium memiliki kekuatan lentur yang tinggi ({{0}}.9), koefisien kekuatan las yang tinggi (lebih dari 0,9), sedangkan modulus elastisitas, konduktivitas termal, dan koefisien redaman rendah. Dalam kondisi tertentu, titanium dapat mengalami masalah kontak seperti korosi celah, korosi kopling galvanik, dan penggetasan hidrogen. Karena sifat fisik, kimia, dan mekanik titanium, kode desain dan spesifikasi teknis baru (seperti faktor keamanan, tunjangan korosi, tindakan proteksi kebakaran, bentuk struktural, bentuk las, dll.) harus diadopsi untuk desain peralatan titanium. Koefisien redaman bahan titanium kecil (kecuali paduan memori bentuk TiNi), dalam penggunaan getaran, perlu mengambil tindakan anti-getaran. Titanium memasuki bidang industri hanya sejarah beberapa dekade, pengalaman desain yang kurang, banyak masalah yang harus dieksplorasi.

Ketiga, dalam pembuatan produk.

Karena modulus elastisitas titanium yang rendah, rebound kerja dingin, konduktivitas termal yang rendah, permukaan yang mudah aus, goresan dan karakteristik lainnya, semuanya terkait dengan pembentukan komponen titanium, perlakuan panas, permesinan, dan kesulitan lainnya, teknologi yang matang perlu dilakukan. dieksplorasi sejak lama.

Keempat, dalam aplikasi.

Karena ketahanan korosi yang kuat dari titanium, peralatan titanium untuk peralatan "permanen" atau semi permanen, siklus penilaian peralatan sangat panjang, sehingga penggunaan unit insinyur dan teknisi generasi satu, dua, tiga sulit dilakukan. memahami sepenuhnya penerapan suatu perangkat, tidak dapat membuat evaluasi peralatan titanium yang komprehensif dan obyektif.

Kelima, pada konsep pemilihan material.

Kebanyakan orang masih sulit menerobos pemikiran inersia “titanium terlalu mahal”. Dalam kapasitas investasi yang terbatas, sulit untuk menggunakan baja lambung kapal yang 5 hingga 10 kali lebih mahal dibandingkan bahan titanium untuk menggantikan peralatan kelautan manufaktur baja atau tembaga. Sebagai perbandingan, investasi satu kali pada peralatan titanium memang sangat besar, dan keuntungan teknis dan ekonomi dari peralatan titanium terutama tercermin dari biaya seumur hidup, yaitu manfaat jangka panjang. Banyak pekerjaan yang telah dilakukan dalam penilaian manfaat dan promosi mempopulerkan bahan titanium untuk memperluas penerapannya dalam teknik kelautan.