Dalam aplikasi marin, bahan logam perlu didedahkan kepada pelbagai media dengan kemasinan yang tinggi, kelembapan yang tinggi, ion klorida yang banyak dan media menghakis lain untuk masa yang lama, yang menjadikan kerosakan akibat kakisan elektrokimia, kakisan pitting, kakisan celah, kakisan antara butiran, retak kakisan tegasan, dan lain-lain dan bentuk kerosakan lain lebih mudah muncul. Di samping itu, pilihan logam yang sesuai dengan rintangan kakisan air laut yang sangat baik adalah kunci kepada keselamatan, kehidupan dan keperluan ekonomi kemudahan penting seperti struktur kejuruteraan marin, peralatan kapal, loji penyahgaraman air laut dan platform luar pesisir. Mengikut praxis sains bahan dan kejuruteraan semasa, TI dan aloi titanium adalah bahan logam yang paling berkuasa menentang kakisan air laut dan prestasi keseluruhannya dalam marin yang berbeza berada di barisan hadapan.
1, aloi titanium dan titanium: "mahkota" rintangan kakisan air laut.
Di antara semua bahan yang diketahui, titanium dan aloinya telah menjadi logam terbaik untuk menahan kakisan dalam air laut suhu bilik dan dirujuk sebagai "logam marin". Sebab mengapa ia sangat tahan terhadap kakisan adalah kerana pembentukan lapisan pempasifan titanium dioksida (TiO ₂) yang cepat-membentuk, padat, stabil dan{2}}sembuh sendiri pada permukaannya. Filem oksida boleh dijana semula dengan segera dalam beberapa saat apabila ia terganggu secara mekanikal atau terhakis secara kimia.5 Apabila filem pelindung rosak, logam asas diasingkan dengan berkesan daripada agen menghakis, sekali gus mencapai perlindungan-jangka panjang.
1. Kebolehsuaian kepada keseluruhan persekitaran
Aloi titanium mempamerkan kadar kakisan yang sangat rendah di kawasan air laut yang berbeza, termasuk zon atmosfera, zon percikan, zon pasang surut, zon tenggelam sepenuhnya, dan juga air laut dan lumpur marin yang tercemar. Data penyelidikan menunjukkan bahawa di kawasan laut biasa seperti Laut China Selatan dan Laut China Timur, selepas 16 tahun pendedahan berterusan, kadar kakisan aloi titanium cenderung kepada sifar, menunjukkan ketahanan hampir "kekal".
2. Rintangan luar biasa terhadap kakisan tempatan
Berbanding dengan bahan seperti keluli tahan karat dan aloi tembaga, aloi titanium hampir tidak mengalami kakisan pitting, kakisan celah atau kakisan antara butiran. Walaupun dalam air laut dengan kandungan pasir, kadar aliran tinggi, dan pencemaran yang teruk, filem pempasifan permukaan masih boleh kekal utuh dan mempunyai ketahanan yang kuat terhadap hakisan dan kakisan.
3. Padanan prestasi komprehensif yang sangat baik
Aloi titanium bukan sahaja mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, tetapi juga mempunyai kekuatan tinggi, ketumpatan rendah (kira-kira 57% keluli), kekuatan khusus yang tinggi, keliatan yang baik dan prestasi kimpalan, serta sifat bukan-magnet. Ia amat sesuai untuk aplikasi seperti kapal selam-dalam, sistem pendorong kapal, pemesong sonar, dsb. yang memerlukan berat ringan, penyembunyian dan kekuatan struktur yang tinggi.
4. Pengesahan aplikasi kejuruteraan praktikal
Aloi titanium digunakan secara meluas dalam pembinaan kapal Rusia; kapal selam nuklear "Typhoon class"nya dibina oleh struktur aloi titanium shell dua dan mencapai kedalaman 914 meter; Juga aloi titanium GR5 digunakan untuk membuat cengkerang tahan tekanan Jiaolong kapal tenggelam berawak Cina. Bot hidrofoil Amerika dilengkapi dengan kipas aloi titanium, yang membawa kecekapan pendorongan 15% lebih besar dan dengan jangka hayat yang luar biasa. Kejayaan ini adalah bukti terbaik bahawa aloi titanium boleh digunakan dalam persekitaran yang sangat marin.
2, Perbandingan Bahan Logam Tahan Kakisan Prestasi Tinggi Lain dalam Air Laut
Walaupun aloi titanium mempunyai ciri-ciri terbaik, ia agak mahal, jadi dalam aplikasi praktikal, kami sering menggunakan bahan logam lain yang mempunyai ketahanan kakisan yang baik untuk menggantikan atau membantunya.
1. Aloi nikel tinggi (Monel, Hastelloy, Inconel)
Ia sangat tahan terhadap kakisan dan pengoksidaan ion klorida, walaupun dalam rendaman air laut dan persekitaran suhu tinggi.
Aloi monel (Ni Cu) amat sesuai untuk komponen seperti aci pam air laut dan injap; Hastelloy biasanya digunakan dalam persekitaran di mana media kimia yang sangat menghakis bercampur dengan air laut. Kelemahannya ialah ia mahal dan kakisan antara butiran mungkin berlaku dalam aloi tertentu dalam zon kimpalan.
2. Siri keluli tahan karat (terutamanya 316L, 904L dan molibdenum lain-yang mengandungi keluli tahan karat)
Disebabkan kehadiran unsur molibdenum (Mo), keluli tahan karat 316L telah meningkatkan dengan ketara keupayaan melawan kakisan pitting ion klorida yang menjadikannya salah satu keluli tahan karat yang paling popular dalam medan marin.
904L dan keluli tahan karat super austenit yang lain mengandungi lebih banyak kromium, nikel dan molibdenum serta menawarkan tahap rintangan kakisan yang lebih tinggi untuk keadaan praktikal yang lebih teruk. Namun begitu, kakisan pitting dan celah mungkin terus berlaku, terutamanya di kawasan di mana perlindungan katodik akan digunakan seperti zon percikan dan zon air bertakung.
3. Aloi nikel kuprum(egcu ni 90/10,70/30) dan aloi nikel gangsa aluminium n kuprum tahan biofouling dengan rintangan kakisan sederhana dan merupakan bahan terbaik digunakan untuk tiub yang lebih bersih dalam pemeluwap dan paip air laut. Rintangan kakisan gangsa aluminium lebih unggul dalam air laut kerana filem oksida yang terbentuk di permukaan adalah padat dan halus, dan digunakan dalam kipas, injap dan seumpamanya. Namun begitu, walaupun penggunaan jangka panjang masih boleh mengakibatkan masalah seperti atau larut lesap terpilih dan kakisan.
4. Penerokaan bahan komposit dan aloi baru
Aloi amorfus tidak mempunyai kayu bijian, dan rintangan kakisan tempatannya lebih baik daripada bahan kristal tradisional, yang menjadikannya sebagai tempat panas penyelidikan. 7 Sementara itu aloi titanium- kos rendah juga sedang dibangunkan untuk mengurangkan ambang penggunaan bahan titanium dan memudahkan popularisasi di kalangan-skala besar projek mega-seperti jambatan laut rentas dan loji penyahgaraman air laut.
3, Faktor utama yang mempengaruhi ketahanan kakisan bahan dan cadangan pemilihan bahan
1. Variasi dalam Pengezonan Alam Sekitar Stratifikasi menegak marin memainkan peranan penting dalam kakisan: zon percikan mempunyai kakisan yang paling teruk kerana keadaan pengeringan dan pembasahan yang silih berganti dan oksigen yang mencukupi; bagaimanapun, kawasan lumpur adalah anaerobik dan mempunyai kadar kakisan yang lebih perlahan. Oleh itu, bahan tertentu gred berbeza harus digunakan di kawasan yang berbeza. Sebagai contoh, dalam zon percikan aloi titanium atau aloi nikel tinggi harus digunakan, dalam zon rendaman penuh pertimbangkan aloi nikel tembaga atau keluli tahan karat berkualiti baik.
2. Suhu, kadar aliran, dan lampiran biologi
Suhu tinggi mempercepatkan tindak balas kakisan, kadar aliran tinggi memperhebat kakisan hakisan, dan kekotoran biologi boleh menyebabkan kakisan tempatan. Pemilihan bahan harus mempertimbangkan secara menyeluruh faktor dinamik ini.
3. Ekonomi dan kos kitaran hayat penuh
Walaupun aloi titanium mempunyai pelaburan awal yang tinggi, hayat perkhidmatannya yang sangat panjang (sehingga 50 tahun atau lebih), keperluan penyelenggaraan yang sangat rendah, dan kebolehpercayaan yang tinggi menjadikannya lebih baik daripada bahan biasa dari segi jumlah kos kitaran hayat. Dalam jangka panjang, ia adalah keseimbangan terbaik antara keselamatan dan ekonomi.
4, Kesimpulan dan Tinjauan: Secara ringkasnya, aloi titanium dan titanium pada masa ini merupakan bahan logam terkuat dari segi rintangan kakisan air laut. Pempasifan diri mereka, keupayaan membaiki diri, kebolehsuaian alam sekitar, dan sifat mekanikal yang sangat baik menjadikan mereka cemerlang walaupun dalam keadaan yang melampau seperti laut dalam, suhu tinggi, garam tinggi dan halaju aliran tinggi. Ia telah menjadi bahan teras yang tidak boleh ditukar ganti untuk-peralatan marin mewah.
Trend pembangunan masa depan akan memberi tumpuan kepada:
Pembangunan aloi titanium{0}}kos rendah untuk mengurangkan kos bahan mentah dan pembuatan; Kejayaan dalam teknologi penyediaan komponen berskala besar-, meningkatkan saiz dan keupayaan membentuk tuangan;
Penggunaan proses pembuatan termaju, seperti percetakan 3D komponen struktur kompleks, untuk mengurangkan kehilangan bahan; Pengoptimuman teknologi kimpalan dan sambungan untuk meningkatkan rintangan kakisan dan kebolehpercayaan sendi;
Pembinaan pangkalan data interaktif persekitaran bahan untuk menyokong pemilihan bahan pintar dan ramalan hayat. Dengan kemajuan strategi membina kuasa maritim dan permintaan yang semakin meningkat untuk-pembangunan laut dalam, aloi titanium dan bahan tahan kakisan-prestasi tinggi-yang lain akan memainkan peranan yang lebih kritikal dalam bidang kejuruteraan marin. Pemilihan bahan saintifik, penggunaan piawai, ujian tetap dan penyelenggaraan akan menjadi jaminan asas untuk memastikan-operasi selamat jangka panjang kemudahan marin.
Minta Sebut Harga
e-mel:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
