船舶用大口径チタン合金パイプの応用と開発
現場の大型設備に使用される各種高強度・耐食性金属管の需要は大幅に増加しています。 金属パイプは、複雑で過酷な海洋環境（強い腐食、台風、強い対流、高温、高圧、生物学的接着）で使用する必要があるため、耐食性に対する要件が非常に高くなっています。 チタンおよびチタン合金は、靭性が高く、非磁性であり、低密度や優れた耐食性などの独自の利点が、上記の分野の大規模機器にとって最も理想的な材料となっています。 多くの経験から、低合金鋼管システムの耐用年数は1〜2年であり、Cu / Ni配管システムの耐用年数はわずか6〜8年であり、設計寿命要件をはるかに下回っています。海水パイプラインの。 チタンは、高強度、高靭性、高比強度、軽量、非磁性、耐海水腐食性、海洋大気腐食の特性を備えています。 チタンおよびチタン合金パイプラインの腐食寿命は12万時間以上、耐用年数は60年以上です。 作業条件下では、チタン合金材料の全寿命は他の金属材料に匹敵するものではなく、機器の寿命が終了した後でも100％無害にリサイクルできます。 したがって、それは海洋機器に最適な材料です。
船舶設備の特徴
①海洋設備は、トン数が多く、投資コストが高く、損害損失が大きい大型の金属製の建物です。
②システムは、複雑な構造、完全な機能、複雑で過酷な作業条件、高い信頼性要件、および困難な建設技術を備えています。
③材料の寿命を延ばすことは、海洋機器や構造物の完全性、信頼性、安全性を確保し、資源保護と持続可能な開発を促進するために非常に重要です。
④海洋機器の性能向上には、主に耐食性、軽量化、高強度・高靭性材料の使用、信頼性、ライフサイクル全体の製品経済性の向上が含まれます。
の利点チタン合金パイプ
チタン合金には、高融点、低密度、高強度、耐食性、超伝導、形状記憶、水素貯蔵などの一連の重要な特性があります。 航空、航空宇宙、船舶、原子力、医療、化学、冶金、電子機器、スポーツで広く使用されています。レジャーと建設の分野は、& quot;サードメタル& quot;、& quotとして知られています。 ;エアメタル& quot; および& quot;海洋金属& quot;。 パイプは、気体および液体媒体の伝送チャネルに使用されます。 国民経済のさまざまな分野の基本的な製品です。 チタン合金パイプは、軽量で耐食性に優れているため、航空エンジン、航空宇宙機、石油パイプラインに使用されています。 、化学機器、海洋環境建設、およびさまざまなオフショア運用プラットフォームには、沿岸発電所、オフショア石油およびガスの探査および輸送、海水淡水化、海洋化学製品、アルカリ塩製造、石油精製装置など、幅広い用途があります。 。、そして見通しは非常に広いです。
チタン材料の普及と応用は、造船および海洋工学機器の最も重要な技術開発の方向性の1つです。 チタン合金パイプは、先進国の船舶や海洋工学機器で広く使用されています。 機器の安全性と信頼性を向上させ、機器の容積を減らし、品質を低下させ、機器の損傷事故とメンテナンス時間を大幅に削減するために、多数のチタン材料が使用されています。 耐用年数を大幅に延長します。
チタン合金パイプ加工性能特性
チタン合金は、室温での塑性が低く、変形抵抗が大きいが、α+β二相帯とβ相帯では塑性が良く、変形抵抗が小さい。 したがって、チタン合金材料の成形と製造、またはさまざまなプロファイル（プレート）、ロッド、チューブなどの準備は、相転移点近くまで加熱する必要があります。
チタン合金は高温で酸素、窒素、炭素などと化学反応しやすく、水素を吸収しやすいため、チタン合金の変形性能が大幅に低下し、材料の使用性能に影響を与えます。 さらに、チタン合金の熱伝導率が低いと、大きなブランクが加熱されることがよくあります。 これにより、断面温度差が大きくなり、変形プロセス中に亀裂が発生しやすくなります。 さらに、チタン合金の変形ゾーンの温度範囲は狭く、ひずみ速度はより敏感であり、一般に、より低い速度で変形する必要があります。 同時に、変形後の冷却速度は室温に直接影響します。したがって、コンポーネントの平衡構造と使用性能は、変形プロセス中は一定に保つか、温度を下げるための対策を講じる必要があります。十分な可塑性を持たせるために滴下します。
私の国&＃39;の大口径チタン合金パイプ製造技術分析
従来のチタン合金シームレスパイプの製造プロセスは、押出ピアス、クロスローリングピアス+マルチパス冷間圧延、穴あけ、ボーリングです。 現在、国内の伝統技術で小型のチタン合金パイプを製造することができ、航空、航空宇宙、造船、石油化学の各分野で使用されており、兵器や国民経済の発展を強力に支えています。
（1）従来の穴あけ・ボーリング・押し出し加工：穴あけ・ボーリング加工は、加熱加工やカレンダ加工を行わず、チタン合金棒を直接使用して穴あけ・ボーリング加工を行うため、材料使用率が非常に低く、一般的に50％未満です。 、全体的なコストが非常に高い。 同時に、大口径で薄肉のパイプの加工には適していません。
押出成形技術は、大量の変形、細粒を得ることができ、毛細管壁の厚さの均一性を制御することは困難です。 押出成形では通常、ガラス粉末潤滑または銅張潤滑を使用します。 ガラス粉末潤滑押出チタン合金パイプ技術は私の国では成熟していません。 押し出し後の段階での潤滑効果は理想的ではなく、ダイや押し出しパイプの深刻な表面を簡単に引き起こす可能性があります。 損傷、高い製造コスト、低い生産効率および製品品質。 銅張スリーブの潤滑効果が良く、チタン合金管の表面品質が良くなりますが、銅張スリーブの材質が大きく、パッケージがチタン合金管の表面に取り付けられています。削除されます。 銅製のスリーブは酸を大量に消費するため、環境汚染を引き起こしやすくなっています。
（2）従来のピアシング（マンタイプ）+冷間圧延プロセス：冷間圧延プロセスが多く、生産効率が非常に低く、複数のパスが必要で、パスの変形が小さく、焼きなましのエネルギー消費量がパスが高く、ピクルスが環境を汚染します。 このプロセスは、変形抵抗の低い純チタンおよび合金パイプの圧延にのみ適しており、高強度チタン合金パイプ（TC4など）の圧延には適していません。 このプロセスの収率は約75％です。
チタン合金材料の特性に応じて、圧延温度、全径減少率、楕円率係数、変形率、正面減少率、キャビティ制御などのプロセスパラメータを制御することにより、プロセス全体が保証され、内部および外部の表面品質が保証されます。 、寸法精度とさまざまなパフォーマンス指標がプロセス要件を完全に満たしています。 準備技術には次の利点があります。
①この技術は、チタン合金の高い耐変形性を目指しています。 クロスローリングピアスミル、多機能ローリングミル、デュアルシリーズマイクロテンションリデューサーの革新的な改良により、メインモーターの圧延力が増加し、リング炉で加熱されます。 インテリジェントな温度制御システムと高速移送装置が、ピアシング、熱間圧延、サイジング、および補正プロセスの間に採用され、ブランクの温度降下率を最小限に抑えて、十分な可塑性を確保し、チタン合金。
②この工程は、大径チタン合金管の圧延・成形に特に適しています。 外径はφ530mm、肉厚は5〜36mm、製品長さは12m以上になります。 押し出し+冷間圧延プロセスおよび穴あけおよびボーリングプロセスと比較して、その処理コストは50％以上削減されます。 従来の穴あけ加工やボーリング加工と比較して、チタン合金パイプの利用率は40％以上向上しています。 従来の押出成形プロセスと比較して、生産効率は2倍になります。 高効率・低コストを実現し、チタン合金の2ロールスキュー圧延による大径チタン合金パイプ製造の技術的ボトルネックを克服しています。 プロセスの進歩と技術の成熟度に基づいて、歩留まりは最大95％に達する可能性があります。
大口径チタン合金パイプの応用と開発の展望
現在、国内の船舶設備に使用されているチタンには、主に潜水艦の主凝縮器、チタン合金魚雷発射タンク、原子力PWR一次回路システム緊急冷却器、ソナードーム、チタン合金プロペラ、ディーゼルエンジン煙排気管および海上配管システムが含まれます。関連する配管およびポンプバルブシステム、深部水中圧力シェルおよび補助システム。 海水パイプラインの代表的な仕様：φ308x4mm、φ285x5mm; 船舶の主な海水配管システム：φ12.7〜304.8mm。
チタンおよびチタン合金は密度が低く、耐食性が高く、強度が高いため、装置の重量を大幅に減らすことができます。 したがって、チタンとチタン合金は単価の点でより高価ですが、機器の総重量が減った後、チタンとチタン合金は逆に、性的入力は他の材料よりも高くなりすぎず、さらに低くなります他の材料。 チタンおよびチタン合金パイプには、大きな応用の見通しがあります。 高効率、短流量、低コストの生産技術の成熟と促進により、多くの銅および銅合金パイプの用途をチタンおよびチタン合金パイプに置き換えることができます。
①造船において、船舶や大型石油タンカーに使用されるパイプは、銅合金パイプの重要な応用分野です。 船舶用の銅合金管には、主にBFe30-1-1、BFe10-1-1白銅管、HAl77-2アルミニウム真ちゅう管が含まれます。 海上での接触媒体のほとんどは海水であるため、パイプは優れた海水耐食性と高い機械的および技術的特性を備えている必要があります。 海洋工学の熱交換装置は、銅および銅合金管を使用します。 たとえば、他の船舶用熱交換管には、主に、ディーゼルエンジン、発電機、およびその他の補助システム用のオイルクーラー、ウォータークーラー、給水加熱器が含まれます。 これらの製品の仕様は異なります。
②海洋工学や大型船の建造には、一次伝達と排水量を増やすために、より高精度で大径の防食配管設備が必要です。 同時に、パイプラインアセンブリの高い気密性を確保するために、高い寸法精度を使用する必要があります。 ドイツ、韓国、その他の国々における大口径の海上・石油生産プラットフォームなどのシームレス銅ニッケルパイプの最大径は、φ520mm以上に達していることがわかります。
私の国&＃39;の海上電力戦略が徐々に深まるにつれ、オフショア機器、オフショア石油およびガスの分野で、大口径、高強度、高耐食性のシームレスパイプの需要が増え続けています。フィールドの探査と開発、および出荷。 大径チタン合金シームレスパイプの大規模生産と、高効率、短時間プロセス、低コストの準備技術の産業振興と応用により、市場はさらに満たされるでしょう&＃39;低コストの需要チタンおよびチタン合金製品用。 同時に、チタン産業の現在の集中度は高くありません。 製造業者は、国家標準の配合および設計ユニット、大学、川下ユーザー、およびその他の関連する支援機器製造業者と積極的に協力して、チタン合金の市場開発を促進するために協力して形成するための国家チタン技術および経済ネットワークサービスプラットフォームを確立する必要があります。チタン合金パイプのより広い適用をさらに促進するための州からの政策と財政的支援のため。
ニコール
