ביישומים ימיים, חומרים מתכתיים צריכים להיחשף למדיות שונות של מליחות גבוהה, לחות גבוהה, שפע של יוני כלוריד וחומרים קורוזיביים אחרים במשך זמן רב, מה שגורם לנזק לנבוע מקורוזיה אלקטרוכימית, קורוזיה של חריצים, קורוזיה חריצים, קורוזיה בין-גרעינית, פיצוח קורוזיה במתח וכו' וצורות אחרות של נזק להופיע ביתר קלות. בנוסף, הבחירה במתכות מתאימות עם עמידות מצוינת בפני קורוזיה של מי ים היא המפתח לדרישות הבטיחות, החיים והכלכליות של מתקנים חשובים כמו מבנים הנדסיים ימיים, ציוד אוניות, מתקן להתפלת מי ים ופלטפורמה ימית. על פי שיטות המדע וההנדסה של החומרים הנוכחיים, ה-TIs וסגסוגות הטיטניום הם חומרי המתכת החזקים ביותר נגד קורוזיה של מי ים, והביצועים הכוללים שלהם במים שונים נמצאים בחזית.
1, טיטניום וסגסוגות טיטניום: "הכתר" של עמידות בפני קורוזיה של מי ים.
בין כל החומרים הידועים, טיטניום וסגסוגותיו הפכו למתכות הטובות ביותר לעמידה בפני קורוזיה במי ים בטמפרטורת החדר והן מכונות "מתכות ימיות". הסיבה לכך שהוא כל כך עמיד בפני קורוזיה היא בגלל היווצרות של שכבת פסיבציה-מהירה, צפופה, יציבה ו-מתרפאת עצמית של טיטניום דו חמצני (TiO ₂) על פני השטח שלו. ניתן לשחזר את סרט התחמוצת באופן מיידי תוך מספר שניות כאשר הוא מופרע מכנית או שחיקה כימית.5 כאשר סרט מגן ניזוק, המתכת הבסיסית מבודדת למעשה מהחומר המאכל, ובכך משיגה הגנה-לטווח ארוך.
1. התאמה לכל הסביבה
סגסוגות טיטניום מציגות שיעורי קורוזיה נמוכים במיוחד באזורים שונים של מי ים, כולל אזורי אטמוספירה, אזורי התזה, אזורי גאות ושפל, אזורים שקועים במלואם, ואפילו מי ים מזוהמים ובוץ ימי. נתוני מחקר מראים שבאזורי ים טיפוסיים כמו ים סין הדרומי וים סין המזרחי, לאחר 16 שנים של חשיפה מתמשכת, שיעור הקורוזיה של סגסוגות טיטניום שואף לאפס, מה שמפגין עמידות כמעט "קבועה".
2. עמידות יוצאת דופן בפני קורוזיה מקומית
בהשוואה לחומרים כמו נירוסטה וסגסוגות נחושת, סגסוגות טיטניום כמעט שאינן חוות קורוזיה בבור, קורוזיה של חריצים או קורוזיה בין-גרעינית. אפילו במי ים עם תכולת חול, קצב זרימה גבוה וזיהום חמור, סרט הפסיבציה של פני השטח עדיין יכול להישאר שלם ויש לו עמידות חזקה בפני שחיקה וקורוזיה.
3. התאמת ביצועים מקיפה מעולה
סגסוגת טיטניום לא רק בעלת עמידות מצוינת בפני קורוזיה, אלא גם בעלת חוזק גבוה, צפיפות נמוכה (כ-57% מהפלדה), חוזק ספציפי גבוה, קשיחות טובה וביצועי ריתוך, כמו גם תכונות לא-מגנטיות. הוא מתאים במיוחד ליישומים כגון צוללות-בעומק הים, מערכות הנעה של ספינות, מסיטי סונאר וכו' הדורשים קל משקל גבוה, הסתרה וחוזק מבני.
4. אימות יישום הנדסאי
סגסוגות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב בבניית ספינות רוסית; הצוללת הגרעינית "מחלקת טייפון" שלה בנויה על ידי מבנה סגסוגת טיטניום כפולה ומגיעה לעומק של 914 מטרים; כמו כן, נעשה שימוש בסגסוגת טיטניום GR5 לייצור פגזים עמידים בלחץ של Jiaolong הצוללת מאוישת סינית. סירות המטוס האמריקניות מצוידות במדחפים מסגסוגת טיטניום, המביאים ליעילות הנעה גדולה יותר ב-15% ועם זמן חיים מדהים. אלה מוצלחים הם ההוכחה הטובה ביותר לכך שניתן להשתמש בסגסוגות טיטניום בסביבה ימית במיוחד.
2, השוואה בין חומרי מתכת אחרים עמידים בפני קורוזיה בביצועים גבוהים במי ים
למרות שלסגסוגת הטיטניום יש את המאפיינים הטובים ביותר, היא די יקרה, ולכן ביישום מעשי, אנו משתמשים לעתים קרובות בחומרים מתכתיים אחרים בעלי עמידות טובה בפני קורוזיה כדי להחליף או לעזור לה.
1. סגסוגות ניקל גבוהות (Monel, Hastelloy, Inconel)
הוא עמיד מאוד בפני קורוזיה וחמצון יוני כלוריד, אפילו בטבילה במי ים ובסביבה בטמפרטורה גבוהה.
סגסוגת מונל (Ni Cu) מתאימה במיוחד לרכיבים כגון פירי משאבת מי ים ושסתומים; Hastelloy משמש בדרך כלל בסביבות שבהן מערבבים מדיה כימית קורוזיבית עם מי ים. החיסרון שלו הוא שהוא יקר וקורוזיה בין-גרגירית עלולה להתרחש בסגסוגות מסוימות בתוך אזור הריתוך.
2. סדרת נירוסטה (במיוחד 316L, 904L ושאר מוליבדן- המכילים פלדות אל חלד)
בשל קיומו של אלמנט מוליבדן (Mo), נירוסטה 316L שיפרה משמעותית את היכולת נגד קורוזיה של יונים כלוריים, מה שהופך אותה לאחת הפלדות אל-חלד הפופולריות ביותר בתחום הימי.
904L ופלדות אל-חלד סופר אוסטניטיות אחרות מכילות אפילו יותר כרום, ניקל ומוליבדן ומציעות רמות עמידות בפני קורוזיה גבוהות יותר לתנאים מעשיים קשים יותר. אף על פי כן, קורוזיה של חרקים וחריצים עשויים להמשיך להתרחש, במיוחד באזורים שבהם יש להשתמש בהגנה קתודית כמו אזור התזה ואזור מים עומדים.
3. סגסוגות ניקל נחושת (egcu ni 90/10,70/30) וסגסוגות ברונזה מאלומיניום n סגסוגות ניקל נחושת עמידות בפני עמידות ביולוגית עם עמידות בפני קורוזיה בינונית והן החומר הטוב ביותר המיושם לצינורות נקיים יותר בצינורות מעבה ומי ים. עמידות הקורוזיה של ברונזה מאלומיניום עדיפה במי ים מכיוון שסרט התחמוצת הנוצר על פני השטח הוא קומפקטי ועדין, ומשמש במדחפים, שסתומים וכדומה. עם זאת, אפילו שימוש ארוך טווח עדיין יכול להסתיים בבעיות כמו שטיפה סלקטיבית וקורוזיה.
4. חקר חומרים מרוכבים וסגסוגות חדשות
לסגסוגות אמורפיות אין עץ גרגר, ועמידותן המקומית בפני קורוזיה טובה יותר מזו של החומרים הגבישיים המסורתיים, מה שהופך אותן למוקד מחקר. 7 בינתיים מפותחת גם סגסוגת טיטניום בעלות- זולה כדי להפחית את סף היישום של חומרי טיטניום ולהקל על הפופולריות בקרב פרויקטים גדולים-בקנה מידה של גשר ים ובקנה מידה ימי צמח.
3, גורמי מפתח המשפיעים על עמידות בפני קורוזיה והצעות לבחירת חומרים
1. שינוי בייעוד סביבתי לריבוד אנכי ימי ממלא תפקיד חשוב בקורוזיה: באזור ההתזה יש את הקורוזיה החמורה ביותר בגלל תנאי הייבוש וההרטבה החלופיים וחמצן מספק; עם זאת, אזור הבוץ הוא אנאירובי ובעל קצב קורוזיה איטי יותר. לכן, יש להשתמש בחומרים מסוימים בדרגות שונות של אזורים שונים. לדוגמה, באזור ההתזה יש להשתמש בסגסוגת טיטניום או סגסוגת ניקל גבוהה, באזור הטבילה המלאה שקול סגסוגת ניקל נחושת או נירוסטה באיכות טובה.
2. טמפרטורה, קצב זרימה והתקשרות ביולוגית
טמפרטורה גבוהה מאיצה את תגובת הקורוזיה, קצב זרימה גבוה מגביר את קורוזיית השחיקה, ועיבוי ביולוגי עלול לגרום לקורוזיה מקומית. בחירת החומרים צריכה לשקול באופן מקיף את הגורמים הדינמיים הללו.
3. עלות כלכלה ומחזור חיים מלא
למרות שלסגסוגת טיטניום יש השקעה ראשונית גבוהה, חיי השירות הארוכים במיוחד שלה (עד 50 שנה ומעלה), דרישות תחזוקה נמוכות במיוחד והאמינות הגבוהה הופכים אותה לעדיפה על חומרים רגילים מבחינת עלות מחזור החיים הכוללת. בטווח הארוך, זה האיזון הטוב ביותר בין בטיחות לחסכון.
4, מסקנה ותחזית: לסיכום, טיטניום וסגסוגות טיטניום הם כיום חומרי המתכת החזקים ביותר מבחינת עמידות בפני קורוזיה של מי ים. הפאסיביות העצמית שלהם, יכולת התיקון העצמי, הסתגלות הסביבתית והתכונות המכאניות המצוינות שלהם הופכות אותם ליוצאים מן הכלל גם בתנאים קיצוניים כמו ים עמוק, טמפרטורה גבוהה, מלח גבוה ומהירות זרימה גבוהה. הם הפכו לחומרי ליבה שאין להם תחליף לציוד ימי-יוקרתי.
מגמת הפיתוח העתידית תתמקד ב:
פיתוח של סגסוגות טיטניום-בעלות נמוכה כדי להפחית את עלויות חומרי הגלם והייצור; פריצת דרך בטכנולוגיית ההכנה של רכיבים-בקנה מידה גדול, שיפור הגודל ויכולת היצירה של יציקות;
יישום תהליכי ייצור מתקדמים, כגון הדפסת תלת מימד של רכיבים מבניים מורכבים, להפחתת אובדן החומר; אופטימיזציה של טכנולוגיית ריתוך וחיבור לשיפור עמידות בפני קורוזיה ואמינות המפרקים;
בניית מסד נתונים אינטראקטיבי של סביבה חומרית כדי לתמוך בבחירת חומר חכמה ובחיזוי חיים. עם התקדמות האסטרטגיה של בניית מעצמה ימית והביקוש הגובר לפיתוח-בעומק הים, סגסוגות טיטניום וחומרים אחרים בעלי ביצועים-בעלי ביצועים גבוהים נגד קורוזיה- ימלאו תפקיד קריטי יותר בתחום ההנדסה הימית. בחירה מדעית של חומרים, שימוש סטנדרטי, בדיקות ותחזוקה שוטפות יהיו הערובה הבסיסית להבטחת-תפעול בטוח לטווח ארוך של מתקנים ימיים.
בקש הצעת מחיר
אֶלֶקטרוֹנִי:bjcxtitanium@gmail.com
וואטסאפ:+8613571718779
