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      鈦材料在海洋工程中的應用

      所屬分類:公司動態    發布時間: 2021-04-30    作者:admin
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      美國在其高性能船舶的動力系統和海水管路系統中也較為廣泛地采用了鈦合金材料,為美國海軍1991 年發表的其艦船上各部位冷卻系統使用鈦合金材料的情況。快來和小編一起來看看!

      寶雞鈦材料在艦船推進系統方面,鈦合金也發揮著越來越重要的作用。在美國海軍水翼艇普蘭維尤號上使用了直徑達1.52m的四葉片螺旋槳,材料為Ti-6A1-4V 合金,槳重337kg。日本魚雷艇“PT-10”號的噴水推進系統由青銅改為Ti-6A1-4V 合金后,在..轉速(1560r/min)不變的情況下,噴水推進器質量減少600kg。我國也于1972 年研制成功TC4 TA7 鈦合金水翼艇螺旋槳,漿.大直徑達1200mm,重量130kg,其使用壽命為銅合金螺旋槳的5倍以上。在水面艦船用燃氣渦輪發動機方面,美國也大量地使用鈦合金材料,包括壓縮機定子葉片、后定子外殼和壓縮機轉子葉片、磁盤以及線軸等,主要使用的鈦合金包括Ti-64、Ti-6242 以及Ti-17 等高強和高溫鈦合金。表8 是美國于1991 年發表的相關資料,它顯示水面艦船推進系統使用鈦合金的情況。

      寶雞鈦材料日本在艦船動力系統中也廣泛地采用了鈦合金,其混合動力系統用鈦部位包括排氣冷卻管、排氣管、發動機冷卻管、消音器、轉軸托架、轉軸、船舵、推進器等部件。這不..效地提高了艦船的速度和動力系統壽命,還顯著地降低了維修和維護成本。因此,從2002 年開始,日本海上警衛廳已經..采用了鈦制混合動力系統,并裝備了6 艘新船。

      寶雞鈦材料

      海水管路系統的鈦合金化在美國、俄羅斯、日本以及其他歐洲的艦船上已經十分成熟,并得到廣泛使用。相比于傳統的CuNi合金,鈦合金對海水均勻腐蝕和沖刷腐蝕具有天然的免疫能力,幾乎不發生腐蝕。圖13 為法國用鈦合金制造的海水管路系統實例。美國海軍的實踐表明,將薄壁Gr.2 焊管用于低壓(<150psi=是完全可行的,其抗壓能力和損傷容限均符合標準要求。它與同等管徑的CuNi 合金管道相比,其重量降低70%-80%。美國LPD-17 兩棲登陸艦也使用Gr.2 鈦合金制造其通海管路系統,比用Cu-Ni 減重50%,全壽命由7 年延長至40 年,同時節約1700萬美元。美國的自由級瀕海戰斗艦(LCS)主燃汽輪機排氣管道/進氣口管路也采用鈦合金,通過高速熱絲鎢極氬弧焊high-speed,hot-wire Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) 技術等成功實現減重18000 ~22000 磅(約8.16 ~9.98 噸),使制造成本及全壽命成本顯著降低,圖14 為鈦合金LCS 主燃氣輪機排氣管道制造現場。

      我國艦船用鈦經過各方面長期努力,已取得長足進步,獲得多方面的成果。在動力系統、管路系統、傳動系統、螺旋槳等部位已經應用了鈦合金,所涉及鈦合..號主要包括Ti-75,Ti-31,Ti-70,TA5,TC4 等。我國頒布了“法蘭鈦合金截止閥”..標準GB/T3992-2008,但與歐美..相比,鈦合金部件用量仍偏少,目前尚無全鈦艦船的出現。

      鈦金屬材料在海洋能源開發裝備中的應用

      海上石油天然氣勘探與開發

      海上油氣開采設備的工作環境相當惡劣。設備首先要與海水和原油、天然氣接觸,要經受高溫氯化物、硫化物、氨等多種介質的腐蝕,.高腐蝕溫度可達300℃。其次,設備要承受系統內部的工作載荷和海上風浪產生的沖擊載荷。第三是深海油氣勘探與開采設備的尺寸都很大,如提升管長達幾百米,設備自重很大,對材料的強度、韌性、抗疲勞性能等均有很高的要求。所涉及的用鈦裝置主要有鉆井立管、錐形應力接頭、井下作業流送管、增壓管道、鉆具提升裝置、海水管路系統、冷卻系統、滅火系統等。所使用的材料有工業純鈦(Gr. 1、Gr. 2)、Ti-6A1-4V 合金(Gr. 5、Gr.23、Gr. 28)、Ti-0.15PaGr. 7)、Ti-3A1-2.5VGr. 9、Gr. 18)及Ti-38644 合金等,許多鈦部件是用大規格或超大規格管材制備的。

        Ti-6Al-4V基合金添加不同合金元素及在不同鍛造工藝條件下的平面斷裂韌性及應力腐蝕斷裂韌性的比較??梢钥闯?,添加了Ru Ti-6Al-4V ELI 合金采用β 鍛造后,其應力腐蝕斷裂韌性.好。采用β 鍛造技術鍛造的Ti-6Al-4V ELI 合金的平面應變斷裂韌性(KIC)和應力腐蝕斷裂韌性(KISCC)也遠高于普通Ti-6Al-4V 合金的性能。因此,Ti-6Al-4V ELI 合金及添加RuTi-6Al-4V 在海上石油開采上得到了較為廣泛的應用。

      海上石油天然氣開采用鈦主要有四大部件:隔水管、鉆管、錐型應力接頭和井下作業流送管(盤管)。

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