التيتانيوم في التطبيقات البحرية

تواجه الهندسة البحرية باستمرار تحديات قاسية تتمثل في الملوحة العالية والضغط العالي والتآكل الشديد. تعاني المواد التقليدية مثل الفولاذ وسبائك النحاس من عمر خدمة قصير ، وتكاليف صيانة عالية ، وتدهور سريع في الأداء في مياه البحر - يمكن أن تفشل خطوط الأنابيب الفولاذية من التآكل في غضون 5 سنوات ، وتدوم المبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النحاس والنيكل أقل من 8 سنوات في مياه البحر ذات درجة الحرارة العالية ، مما يؤدي إلى أكثر من 50 مليار دولار من الخسائر العالمية السنوية. مع فقدان التآكل الصفري ، وأكثر من 30 عاما من عمر الخدمة ، والأداء الخفيف الوزن وعالي القوة ، يعد التيتانيوم الخيار المثالي لمواجهة هذه التحديات.

تنبع عدم الاستغناء عن التيتانيوم من ثلاث ميزات أساسية:

• مقاومة التآكل: يمكن لفيلم التخميل على التيتانيوم في مياه البحر أن يتحمل ما يصل إلى 100,000 جزء في المليون من أيونات الكلوريد ، و 100 جزء في المليون من كبريتيد الهيدروجين ، ومياه البحر ذات درجة الحرارة العالية 80 درجة مئوية ، مع معدل تآكل <0.001 مم / سنة.
• خفيف الوزن: كثافته 57٪ فقط من الفولاذ ، ومع نسبة القوة إلى الوزن 22 ، يمكن تقليل الوزن الهيكلي بنسبة 30٪ -40٪.
• اقتصاد دورة الحياة: على الرغم من أن التكلفة الأولية هي 3-5 أضعاف تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلا أن تصميمه الخالي من الصيانة لمدة 30 عاما يقلل من التكاليف الإجمالية بنسبة 45٪.

من حقول النفط والغاز في أعماق البحار إلى منصات الرياح البحرية ، ومن معدات الأبحاث القطبية إلى مركبات الغوص العميق العسكرية ، يعيد التيتانيوم تشكيل النظام المادي للهندسة البحرية من خلال الابتكار التكنولوجي والمعايير المطورة. لا تؤثر هذه الاختراقات على الكفاءة الاقتصادية فحسب ، بل تدعم أيضا القدرات الاستراتيجية البحرية الوطنية.

تشمل التطبيقات المجزأة للتيتانيوم في المجال البحري ما يلي:

• أنظمة تبريد مياه البحر
• أجهزة تحلية مياه البحر
• تطوير النفط والغاز في أعماق البحار
• بناء السفن
• الغواصات النووية
• معدات البحث العلمي البحري والكشف
• توليد طاقة الرياح البحرية
• المعدات الإلكترونية والصوتية البحرية

أنظمة تبريد مياه البحر

تستخدم أنظمة تبريد مياه البحر على نطاق واسع في السفن والمنصات البحرية ومحطات الطاقة النووية. يحافظون على درجات حرارة تشغيل المعدات عن طريق تبادل الحرارة بين مياه البحر والمبرد.

نظرا للتآكل العالي لمياه البحر والملوحة والتلوث الميكروبي ، تتطلب هذه الأنظمة مواد ذات مقاومة ممتازة للتآكل وقوة عالية واستقرار طويل الأجل. تشمل المزايا الأساسية للتيتانيوم ما يلي:

• مقاومة التآكل: مع وجود أيونات الكلوريد الوفيرة في مياه البحر ، يجب أن تظهر المواد قدرات استثنائية في مقاومة التآكل.
• القوة والاستقرار: يجب أن تتحمل الأنظمة الضغط العالي ، مما يتطلب قوة عالية واستقرارا طويل الأمد.
• التكلفة والصيانة: على الرغم من أن التيتانيوم له تكلفة أولية أعلى ، إلا أن نفقات الصيانة والاستبدال المنخفضة على المدى الطويل تجعله الخيار المثالي.

بفضل مقاومته الفائقة لتآكل مياه البحر ، ونسبة القوة إلى الوزن العالية ، وعمر الخدمة الطويل ، يعد التيتانيوم المادة المثلى لأنظمة تبريد مياه البحر.

فئات منتجات Chalco

المعيار: ASTM B338 ، ASTM B861 ، ASTM B862 ، ASTM B367 ، ASTM B265 ، ASTM B462 ، ASTM B363 ، ASTM B381 ، ASTM B363 ، ASTM B462 ، ASTM B381 ، ASTM F467 ، ASTM F468

أنظمة تبريد مياه البحر: كيف تحل أنابيب التيتانيوم تحديات التآكل والتكلفة العالية للملح؟

في مياه البحر ذات درجة الحرارة العالية 80 درجة مئوية ، تدوم المبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النحاس والنيكل أقل من 8 سنوات ، في حين أن أنابيب التيتانيوم - مع عدم فقدان التآكل وتصميم خال من الصيانة لمدة 30 عاما - أصبحت أفضل خيار ترقية لأنظمة تبريد السفن والطاقة النووية.

مقارنة أداء التيتانيوم مقابل سبائك النحاس والنيكل

كيفية اختيار أنابيب التيتانيوم لأنظمة تبريد مياه البحر؟ (حسب السيناريو)

• أنظمة الدوران ذات الضغط المنخفض: يوفر أنبوب التيتانيوم الملحوم Gr2 (ASTM B862) تكلفة منخفضة مع مقاومة كافية للتآكل.
• مكثفات محطة الطاقة النووية: أنبوب التيتانيوم غير الملحوم الصف 5 (ASTM B338) بمعدل ضغط ≥20 ميجا باسكال.
• البيئات المحتوية على الكبريت: أنبوب التيتانيوم Gr7 (يحتوي على 0.2٪ Pd) مقاوم لتركيزات H₂S >100 جزء في المليون.

حالة تطبيق محددة لأنظمة تبريد مياه البحر

محطة تحلية مياه البحر في الجبيل السعودية: تستخدم أنبوب التيتانيوم Gr2 (ASTM B338) الذي يعمل عند 110 درجة مئوية ، مع عمر خدمة يصل إلى 30 عاما ، وتحقق تكاليف صيانة أقل بنسبة 60٪ من تلك الموجودة في سبائك النحاس.

معدات تحلية مياه البحر

يستخدم التيتانيوم على نطاق واسع في معدات تحلية مياه البحر بسبب مقاومته الممتازة لدرجات الحرارة العالية والتآكل. تشمل تطبيقاته المكونات الهيكلية ، ومبيت المبادل الحراري ، والحواجز ، ووحدات الغشاء ، وحزم أنبوب المبادل الحراري متعدد المراحل (MSF) ، وحزم أنابيب المبخر للتقطير متعدد التأثير (MED) ذات درجة الحرارة المنخفضة.

تعمل تقنيات اللحام الكهروبية المضادة للقاذورات واللحام بالليزر على تعزيز كفاءة التبادل الحراري للمعدات ومتانتها. على الرغم من أن التكلفة الأولية مرتفعة نسبيا ، إلا أن عمر الخدمة الذي يتجاوز 25 عاما يقلل بشكل كبير من وتيرة الصيانة ، مما يحقق ميزة تكلفة دورة الحياة الكاملة.

منتجات التيتانيوم من تشالكو

كيفية اختيار أنابيب التيتانيوم لمعدات تحلية مياه البحر (حسب التطبيق)

• التقطير متعدد التأثير (MED): استخدم أنبوب التيتانيوم الملحوم Gr16 (ASTM B862) ، والذي يقاوم تركيزات أيونات الكلوريد حتى 40,000 جزء في المليون.
• فلاش متعدد المراحل (MSF): استخدم أنبوب التيتانيوم غير الملحوم Gr2 (ASTM B338) بسماكة جدار 1.2 مم ومقاومة للضغط تبلغ ≥2.5 ميجا باسكال.
• البيئة المحتوية على الكبريت: استخدم أنبوب التيتانيوم Gr7 (يحتوي على 0.2٪ البلاديوم) ، قادر على تحمل تركيزات H₂S >100 جزء في المليون.

حالات التطبيق

محطة تحلية مياه البحر في الجبيل السعودية: تستخدم أنابيب التيتانيوم Gr2 (ASTM B338) بقطر أنبوب 25 مم × سمك جدار 1.2 مم ، تعمل عند 110 درجة مئوية وعمر تصميم يبلغ 30 عاما.

تيانجين ، مشروع تحلية مياه البحر الصيني: يستخدم أنابيب ملحومة بالتيتانيوم Gr16 المحلية (GB / T 26057) ، بسعة يومية تبلغ 100,000 طن ومقاومة لأيونات الكلوريد حتى 40,000 جزء في المليون.

تطوير النفط والغاز في أعماق البحار

يتطلب تطوير النفط والغاز في أعماق البحار على المنصات البحرية وخطوط الأنابيب تحت سطح البحر وأنظمة الإنتاج تحت الماء مواد معدات لتحمل الظروف القاسية مثل الضغط العالي ودرجات الحرارة المنخفضة والملوحة العالية وتيارات المحيط القوية. لذلك ، يجب أن تمتلك المواد مقاومة فائقة للتآكل ومقاومة التعب والقوة العالية.

يستخدم التيتانيوم على نطاق واسع لأنه يمنع بشكل فعال تآكل الشقوق والتآكل الجلفاني الناجم عن الضغوط التي تزيد عن 30 ميجا باسكال ، مع توفير ميزة خفيفة الوزن مع ضعف القوة المحددة للفولاذ. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يظهر أداء ممتازا ضد تكسير التآكل الناتج عن إجهاد الكبريتيد ، مما يعزز بشكل كبير الموثوقية والسلامة على المدى الطويل لمعدات أعماق البحار.

منتجات التيتانيوم مقدمة من تشالكو

مقارنة بين التيتانيوم والصلب

اختيار المواد المستندة إلى السيناريو لتطوير النفط والغاز في أعماق البحار

• وصلات أنابيب الحفر: استخدم سبائك التيتانيوم مجموعة 29 (مع 0.1٪ روثينيوم) لتعزيز مقاومة تآكل الشقوق بنسبة 50٪.
• الناهضون المركبون: استخدم الأنابيب المركبة المتفجرة من التيتانيوم والصلب (ASTM B898) بقوة قص بينية تبلغ ≥210 ميجا باسكال.
• أنظمة الصمامات: استخدم سبائك التيتانيوم الصف 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) ، التي اجتازت اختبار كبريتيد الهيدروجين NACE TM0177.

حالة التطبيق

في مشروع آبار نفط في أعماق البحار في خليج المكسيك ، أدى استخدام الرافعات المركبة المتفجرة المصنوعة من التيتانيوم والصلب إلى إطالة عمر الخدمة إلى 25 عاما (مقارنة ب 8 سنوات لرافعات الصلب التقليدية).

أهمية مواد بناء السفن

تتطلب السفن المعرضة باستمرار لمياه البحر مواد مقاومة للتآكل وقوية وخفيفة الوزن. يعمل التيتانيوم ، الذي يتمتع بضعف القوة المحددة للفولاذ ومقاومة التعب الفائقة ، على إطالة عمر المكونات ، وخفض تكاليف الصيانة ، وتقليل وزن السفينة ، مما يعزز السرعة والحمولة الصافية. تضمن مقاومة التشحيم الذاتي وعزم الدوران العالي دفعا مستقرا ، بينما تمنع مقاومتها للتآكل التفاعلات الجلفانية ، مما يعزز الموثوقية على المدى الطويل.

منتجات التيتانيوم المتوفرة من تشالكو

المعيار: ASTM B265 ، ASTM B338 ، ASTM B861 ، ASTM B338 ، ASTM B861 ، ASTM B338 ، ASTM B861 ، ASTM B338 ، ASTM B861

• 

  لوحات التيتانيومالصف 5 ، Gr7

  تستخدم في الألواح الخارجية للهيكل ، والطوابق ، والحواجز ، والهياكل الفوقية ، ومنصات طائرات الهليكوبتر

• 

  أنابيب التيتانيومGr2 ، Gr4 ، Gr9

  تطبق في أنظمة أنابيب مياه البحر (التبريد ، الصابورة ، مكافحة الحرائق) ، الأنظمة الهيدروليكية ، أنابيب العادم

• 

  ملامح التيتانيومالصف 5 ، Gr9

  تستخدم في الحزم الهيكلية للهيكل ، والأضلاع ، والأوتار لتقليل الوزن.

• 

  مصبوبات التيتانيومالصف 5 ، Gr7 ، Gr9

  تطبق في المراوح ، أجسام المضخات ، أجسام الصمامات ، شفرات الدفة

• 

  مشابك التيتانيومالصف 5 ، الصف 5 + طلاء النحاس

  تستخدم لتوصيلات هيكل الهيكل وتركيب المعدات وتوصيلات الأنابيب

التيتانيوم مقابل 316 الفولاذ المقاوم للصدأ

اختيار المواد الخاصة بالتطبيق في بناء السفن

• هيكل الهيكل: ألواح التيتانيوم الصف 5 (GB / T 3621) ، سمك 10-50 مم
• نظام الدفع: مطروقات التيتانيوم Gr9 (ASTM B381) ، قوة الالتواء ≥ 620 ميجا باسكال
• وصلات الأنابيب: مسامير مركبة من التيتانيوم والنحاس (ASTM F467) لمقاومة التآكل الجلفاني

الغواصات النووية

يتم تشغيل الغواصات النووية بواسطة مفاعلات نووية وتمتلك قدرة تحمل ممتدة تحت الماء ، وتخفي عالي ، وقدرات ضربة هائلة. ويواجهون تحديات مثل ارتفاع ضغط أعماق البحار وتآكل مياه البحر والإشعاع النووي وارتفاع درجة الحرارة والرطوبة. يتطلب تصميمها واختيارها للمواد قوة استثنائية ومقاومة للتآكل ومقاومة التعب ، مما يضمن تشغيلا مستقرا على المدى الطويل في ظل متطلبات السلامة الصارمة وطول العمر والموثوقية.

التيتانيوم هو مادة أساسية في الغواصات النووية ، وتستخدم بشكل أساسي في هياكل الضغط وأنظمة الدفع وأنظمة الأنابيب والأجهزة الصوتية. تشمل مزاياها ما يلي:

• خفيف الوزن: تبلغ كثافة التيتانيوم 57٪ فقط من الفولاذ ، مما يقلل بشكل كبير من وزن الغواصة ويعزز السرعة والقدرة على المناورة (على سبيل المثال ، تحقق الغواصة النووية الروسية من فئة ألفا ما يصل إلى 42 عقدة تحت الماء).
• القدرة على الغوص العميق: يمكن لهياكل ضغط سبائك التيتانيوم أن تتحمل ضغوط أعماق البحار التي تتجاوز 900 متر (الغواصة النووية الروسية من الفئة M لديها عمق غوص يصل إلى 1250 مترا).
• غير مغناطيسي: يلغي الكشف عن طريق المستشعرات المغناطيسية ، مما يعزز التخفي.
• مقاومة التآكل: مقاومة لمياه البحر وأيونات الكلوريد والتآكل الميكروبي ، مع عمر خدمة يزيد عن 30 عاما - خمس مرات أطول من أنابيب سبائك النحاس.
• مقاومة الإشعاع: مقاومة التيتانيوم للإشعاع تجعله خيارا مثاليا في الغواصات النووية حيث ينتج المفاعل إشعاعا مؤينا.

منتجات التيتانيوم المتوفرة من تشالكو

الغواصات النووية: كيف تحقق سبائك التيتانيوم عمق غوص يبلغ 900 متر وتخفي دورة حياة كاملة؟

تعزيز هيكل الضغط: من خلال استخدام تصميم عنصر التدفق المنخفض للغاية (ELI) ، تعمل هياكل ضغط التيتانيوم على تمديد عمق الغوص من 500 متر (نموذجي للهياكل الفولاذية) إلى 900 متر ، مما يتجنب اكتشاف المستشعر المغناطيسي.

سبائك أعماق البحار Gr23 (Ti-6Al-4V ELI)

• محتوى الأكسجين ≤ 0.13٪ ، مع صلابة الكسر (KIC) ≥ 120 ميجا باسكال √ م ؛
• قوة الخضوع ≥ 825 ميجا باسكال ، واجتياز الاختبارات الهيدروستاتيكية عند 110 ميجا باسكال ؛
• غير مغناطيسي (النفاذية المغناطيسية ≤ 1.00005) ، مما يعزز التخفي بنسبة 70٪.

حالات التطبيق

الغواصة النووية الروسية من فئة ألفا: تستخدم سبائك التيتانيوم Gr23 و Gr9 ، وتحقق عمق غوص يبلغ 914 مترا ، وسرعة 42 عقدة ، وعمر خدمة يصل إلى 40 عاما ، مع استخدام كل غواصة 3000 طن من سبائك التيتانيوم.

الغواصة النووية الروسية من فئة تايفون: تستخدم هيكل ضغط Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo ومراوح Ti-6Al-4V ، بعمق غوص يبلغ 500 متر (بحد أقصى 1830 مترا) ، وإزاحة 33,800 طن ، و 9000 طن من سبائك التيتانيوم لكل سفينة.

الغواصة المأهولة Jiaolong الصينية: تستخدم هيكل ضغط TC4ELI من سبائك التيتانيوم ، قادر على الغوص حتى 7062 مترا ، بسماكة هيكل تبلغ 80 مم وقوة ضغط تبلغ 1100 ميجا باسكال.

معدات البحث العلمي والاستكشاف البحري

تستخدم معدات البحث العلمي والاستكشاف البحري على نطاق واسع في مراقبة بيئة المحيطات ، والمسوحات الهيدرولوجية ، والبحوث البيولوجية ، والاستكشاف الجيولوجي ، وغيرها من المجالات. وهي تشمل أجهزة مثل أجهزة الاستشعار تحت الماء ، والهيدروفونات ، وأخذ العينات ، ومركبات الهبوط في أعماق البحار ، والعوامات المنجرفة.

غالبا ما تعمل معدات الاستكشاف في أعماق البحار والبيئات القاسية ، وتواجه تحديات خطيرة مثل التآكل الشديد لمياه البحر والضغط العالي ودرجات الحرارة المنخفضة. في المهام طويلة الأجل تحت الماء ، يجب ألا تكافح هذه الأجهزة التآكل والقاذورات فحسب ، بل يجب أن تحافظ أيضا على دقة البيانات والنقل الموثوق به لضمان نتائج بحثية مستقرة ويمكن الاعتماد عليها.

تلعب سبائك التيتانيوم ، بفضل قوتها العالية ومقاومتها للتآكل وخصائصها غير المغناطيسية ، دورا مهما في المكونات الرئيسية ، مثل:

• هياكل الضغط الغاطسة في أعماق البحار: قادرة على تحمل ضغوط المياه على أعماق 6000 متر (حوالي 60 ميجا باسكال) ، مما يقلل الوزن بأكثر من 40٪ مقارنة بالفولاذ التقليدي.
• أغلفة المستشعرات والمعدات الإلكترونية: تعمل المغناطيسية المنخفضة للتيتانيوم والتوافق الصوتي على تحسين دقة جمع البيانات (على سبيل المثال ، تقليل تداخل إشارة السونار بنسبة 30٪).
• إطارات الروبوت تحت الماء (ROV / AUV): تعمل التصميمات خفيفة الوزن على زيادة القدرة على التحمل والتكيف مع عمليات قاع البحر المعقدة.

منتجات التيتانيوم المتوفرة من تشالكو

التيتانيوم مقابل سبائك الألومنيوم

اختيار المواد المستندة إلى السيناريو لمعدات البحث العلمي والاستكشاف البحري

• علب الضغط: استخدم سبائك التيتانيوم Gr23 (مع KIC ≥ 120 ميجا باسكال √ م) لدعم الاستكشاف في عمق المحيط بالكامل.
• الأسلحة الروبوتية: استخدم مطروقات التيتانيوم Gr9 (بقوة التعب Δσ = 300 ميجا باسكال) لسعة حمولة تبلغ 200 كجم.
• أغلفة المستشعر: استخدم صب التيتانيوم الدقيق Gr2 (مع تحمل ±0.1 مم) للحصول على الدقة المثلى.

حالات التطبيق

الغواصة المأهولة اليابانية "Shinkai 6500": تستخدم هيكل ضغط سبائك التيتانيوم Gr23 (سمك 80 مم ، عمق الغوص 6500 متر) بقوة خضوع ≥825 ميجا باسكال وعمر خدمة يصل إلى 40 عاما ، مما يحقق انخفاضا في الوزن بنسبة تصل إلى 35٪ مقارنة بالفولاذ.

مستكشف أعماق البحار "Orpheus" في الولايات المتحدة الأمريكية: يستخدم ذراعا آليا من سبائك التيتانيوم الصف 5 بسعة تحميل تبلغ 200 كجم ومقاومة للضغط تبلغ 100 ميجا باسكال. قوة التعب هي Δσ = 300 ميجا باسكال (تم اختبارها على مدى 10 دورات) ، مما يجعلها مناسبة لاستكشاف خندق ماريانا.

طاقة الرياح البحرية

تسخر طاقة الرياح البحرية طاقة الرياح عن طريق نشر توربينات الرياح في البحر. يمكن أن تكون توربينات الرياح هذه إما ثابتة القاع أو عائمة ، وتلعب دورا مهما في تطوير الطاقة البحرية.

نظرا للبيئة البحرية القاسية ، يجب أن تتحمل منصات الرياح البحرية التعرض الطويل للرياح القوية والأمواج وتآكل مياه البحر ورذاذ الملح ، مما يتطلب مقاومة عالية للتآكل وقوة وخصائص خفيفة الوزن ومقاومة التعب. توفر مواد التيتانيوم ، المعروفة بخفة وزنها وقوتها العالية ومقاومتها الفائقة للتآكل ، مزايا رئيسية في المكونات الهامة التالية:

• المراسي والقواعد: تتحمل المنصات العائمة تيارات المحيط والأحمال الديناميكية. تقلل سبائك التيتانيوم الوزن بأكثر من 30٪ وتطيل العمر الافتراضي حتى 30 عاما.
• الأبراج وهياكل الدعم: مركبات التيتانيوم (التيتانيوم الصلب / التيتانيوم والكربون ألياف) تعزيز مقاومة التعب, التكيف مع بيئات الضغط العالي في أعماق البحار.
• أنظمة وموصلات التبريد: تستخدم أنابيب التيتانيوم في دوائر تبريد المولدات ، وتتحمل تآكل مياه البحر في درجات الحرارة العالية ؛ تضمن مسامير التيتانيوم إثنا مقاوما لرذاذ الملح.

منتجات التيتانيوم من Chalco لطاقة الرياح البحرية

الإلكترونيات البحرية والصوتيات

تستخدم الإلكترونيات البحرية والصوتيات على نطاق واسع في الاتصالات تحت الماء ، واكتشاف الهدف ، والمراقبة البيئية ، وتغطي الأجهزة مثل أنظمة السونار ومعدات الملاحة والهيدروفونات والكاميرات تحت الماء. يجب أن تعمل هذه الأجهزة بشكل موثوق في ظروف المحيط القاسية ، وتواجه تحديات مثل تآكل مياه البحر والضغط العالي ودرجات الحرارة المنخفضة والاهتزازات القوية.

في بيئات أعماق البحار، يعد ضمان نقل الإشارات بدقة واستقرار أمرا بالغ الأهمية مع منع التآكل والقاذورات والحشف الحيوي، مما يضمن الموثوقية والأداء العالي على المدى الطويل. تشمل المزايا الرئيسية ما يلي:

• الخصائص غير المغناطيسية: يزيل التداخل الكهرومغناطيسي ، ويحسن دقة الإشارة الصوتية (على سبيل المثال ، تم تقليل خطأ تحديد موضع السونار بنسبة 15٪).
• مقاومة فائقة للتآكل: يقاوم مياه البحر وأيونات الكلوريد والتآكل الميكروبي ، مما يطيل عمر المعدات إلى أكثر من 20 عاما (مقارنة بسبائك الألومنيوم من 5 إلى 8 سنوات).
• مقاومة صوتية منخفضة (27×10 كجم / م² ثانية): يعزز كفاءة نقل الموجات الصوتية ويقلل من توهين الإشارة.

منتجات التيتانيوم من تشالكو للإلكترونيات البحرية والصوتيات

دراسة حالة التطبيق

تستخدم الغواصة المأهولة في أعماق البحار الصينية "Jiaolong" هدية سونار التيتانيوم الصف 5 ، القادرة على تحمل ضغط 100 ميجا باسكال ، وتحسين المعاوقة الصوتية بنسبة 30٪ ، ودعم الاستكشاف في أعماق البحار بطول 7,000 متر.

منتجات Chalco Titanium المميزة في المجال البحري

ورقة أنبوب التيتانيوم

لوح أنبوب التيتانيوم ، صفيحة مثقبة في المبادلات الحرارية ، يؤمن الأنابيب ويفصل الوسائط. مدلفن بدقة وحفر باستخدام الحاسب الآلي ، يقاوم البيئات البحرية ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي ، ويعمل كمكون أساسي للحمل في المبادلات الحرارية والمكثفات.

اتصل بنا الآن

الدرجات: Gr2 ، Gr7 ، الصف 12 ، Gr16

المعيار: ASTM B265

التطبيقات:

• تحلية مياه البحر: أنظمة الفلاش متعددة المراحل (MSF) والتقطير متعدد التأثيرات (MED)
• تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات (OTEC): هياكل دعم ضغط المبادل الحراري للوحة

لوحة مكسوة بالتيتانيوم والصلب

تستخدم اللوحة المكسوة بالتيتانيوم والصلب التي تنتجها شركة Chalco Titanium اللحام المتفجر لربط طبقة التيتانيوم (لمقاومة التآكل) بطبقة فولاذية (للقوة العالية) ، مما يعالج تحديات التآكل والحمل في الهندسة البحرية.

اتصل بنا الآن

مواد: طبقة التيتانيوم Gr2 + طبقة فولاذية Q355

قياسي: ASTM B898

التطبيقات:

• منطقة دفقة بدن السفينة: تقاوم تأثير الموجة وتآكل رذاذ الملح
• هياكل انتقال المنصة البحرية: يربط أنابيب التيتانيوم بمنصات فولاذية لمنع التآكل الجلفاني

وصلة انتقال التيتانيوم والصلب

تم تطوير مفصل التيتانيوم والصلب حصريا بواسطة Chalco Titanium ، ويستخدم تقنية لحام المعادن غير المتشابهة لحل مشكلات التآكل الجلفاني ، وهي مناسبة لمعدات أعماق البحار وأنظمة الطاقة البحرية.

اتصل بنا الآن

يتم استخدام وصلة انتقال التيتانيوم والصلب لتوصيل التيتانيوم والصلب في مجموعة واحدة ، وعادة ما يتم تحقيقها عن طريق اللحام المتفجر أو طرق مماثلة. جانب واحد من التيتانيوم ، والآخر فولاذ ، مع طبقة ربط معدنية كثيفة بينهما لانتقال سلس.

مواد: الصف 5 + Q355 الصلب

قياسي: ASTM B898

التطبيقات:

• منصات النفط والغاز البحرية: وصلات شفة بين أنابيب التيتانيوم والرافعات الفولاذية الكربونية
• أنظمة دفع السفن: قطاعات انتقالية من أعمدة التيتانيوم إلى الهياكل الفولاذية

التيتانيوم الصلب المتفجر يرتدون الأنابيب

مع طبقة داخلية من التيتانيوم (لمقاومة التآكل) وطبقة خارجية فولاذية (لتحمل الضغط) ، توازن الأنابيب المكسوة بالمتفجر من التيتانيوم والصلب بين الأداء والتكلفة ، والتغلب على حواجز خطوط الأنابيب ذات الضغط العالي في أعماق البحار.

اتصل بنا الآن

المواد: طبقة التيتانيوم Gr2 (Gr7 ، الصف 12) + طبقة فولاذية X65

قياسي: ASTM B898

التطبيقات:

• تحلية مياه البحر: خطوط أنابيب تصريف المياه المالحة ذات الضغط العالي
• نقل النفط والغاز في أعماق البحار: خطوط أنابيب تحت سطح البحر بطول 3000 متر
• أنظمة تبريد مياه البحر: الأنابيب المركبة للمكثف النووي للغواصات

مطروقات التيتانيوم

باستخدام عمليات الحدادة الدقيقة (القالب المفتوح أو تزوير القوالب) ، تنتج Chalco Titanium مكونات سبائك التيتانيوم عالية القوة مناسبة لسيناريوهات الضغط العالي والضغط العالي في أعماق البحار.

اتصل بنا الآن

الدرجات: الصف 5 ، Gr23

المعيار: ASTM B381

التطبيقات:

• رمح دفع السفينة: الصف 5 سبائك التيتانيوم تزوير مع قوة الالتواء ≥ 620 ميجا باسكال
• أجسام الصمامات في أعماق البحار: Gr23 سبائك التيتانيوم مزورة ، مصنفة عند 50 ميجا باسكال

هيكل ضغط التيتانيوم

هيكل ضغط التيتانيوم عبارة عن هيكل محكم الغلق مصنوع من سبائك التيتانيوم عالية القوة لتحمل الضغوط الخارجية الكبيرة ، مثل المقصورات المأهولة في الغواصات في أعماق البحار ، وهياكل الغواصات ، وأوعية الضغط تحت الماء.

اتصل بنا الآن

تستخدم Chalco Titanium تشكيل اللدائن الفائقة + لحام شعاع الإلكترون لإنتاج غرف ضغط في أعماق البحار على نطاق واسع للغواصات المأهولة وغير المأهولة. سبائك التيتانيوم هي المادة المثالية لهياكل ضغط أعماق البحار نظرا لنسبة القوة إلى الوزن الممتازة ومقاومتها للإرهاق.

الدرجات: الصف 5 ، Gr23

شهادة: ABS (المكتب الأمريكي للشحن)

التطبيقات:

• الغواصات العسكرية: أقسام هيكل ضغط الغواصات التي تعمل بالطاقة النووية
• غواصات البحث العلمي: مقصورات مأهولة بطول 7000 متر (على سبيل المثال ، "Jiaolong")

* تستخدم الغواصة المأهولة "Jiaolong" سبائك التيتانيوم TC4ELI بسماكة بدن 80 مم ، تم اختبارها عند ضغط هيدروستاتيكي 110 ميجا باسكال للغوص لمسافة 7062 مترا ، مما يقلل الوزن بنسبة 40٪ مقارنة بالفولاذ.

السحابات التيتانيوم والنحاس المركبة

تجمع السحابات المركبة من التيتانيوم والنحاس بين فوائد سبائك التيتانيوم والنحاس ، وغالبا ما ينظر إليها على أنها مسامير أو ترصيع ثنائية المعدن. يضمن تصميم قاعدة التيتانيوم + الطلاء النحاسي كلا من الموصلية ومقاومة التآكل ، مما يحل احتياجات التأريض ومقاومة التآكل للإلكترونيات البحرية.

اتصل بنا الآن

مواد: الصف 5 التيتانيوم + T2 طلاء النحاس

قياسي: ASTM F467

التطبيقات:

• أنظمة السونار: مسامير تأريض السونار المقطوعة
• المنصات العائمة: موصلات الحماية من الصواعق ذات قوس الاستشعار
• منصات النفط: أنظمة التأريض المضادة للتآكل

سبائك التيتانيوم المروحة

مروحة سبائك التيتانيوم عبارة عن مروحة بحرية مصنوعة من سبائك التيتانيوم عالية القوة والمقاومة للتآكل. بالمقارنة مع المراوح البرونزية التقليدية أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، تتميز مراوح التيتانيوم بقوة أعلى ووزن أخف ومقاومة فائقة للتآكل والتجويف.

أنود التيتانيوم

يشير أنود التيتانيوم عادة إلى أنود قائم على التيتانيوم مغطى بطبقة نشطة تحفيزية للحماية الكاثودية أو توليد الأكسجين / الكلور إلكتروليتيا في البيئات البحرية. تستخدم القاعدة ألواح أو أنابيب أو شبكات من التيتانيوم النقي. حتى في ظل الاستقطاب الأنودي ، يشكل التيتانيوم طبقة أكسيد مستقرة ، مما يوفر مقاومة ممتازة للتآكل.

• أنود الحماية الكاثودية: أنود أكسيد المعادن المختلطة القائم على التيتانيوم (MMO) للسفن والمنصة المضادة للتآكل
• نظام مضاد للقاذورات الإلكتروليتية: يولد أنود التيتانيوم هيبوكلوريت الصوديوم من مياه البحر لمنع الحشف الحيوي

أنبوب مبادل حراري من التيتانيوم

تستخدم في معدات مثل مكثفات ومبخرات مياه البحر ، مصنوعة بشكل عام من التيتانيوم النقي مع مقاومة ممتازة لتآكل مياه البحر وتحجيمها.

الدرجات: Gr1 ، Gr2 ، الصف 12

معيار: ASTM B338

التيتانيوم سونار هدية

يقلل هدية السونار المصنوعة من سبائك التيتانيوم المصبوبة بدقة من ضوضاء الاضطراب وتحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء لأنظمة السونار.

درجة: الصف 5

التطبيقات: الغواصات العسكرية وسفن الأبحاث البحرية

سلك التيتانيوم المنسوجة شبكة مضادة للقاذورات

(φ0.5 مم) شبكة منسوجة تمنع البرنقيل ومرفقات الكائنات البحرية الأخرى ، لتحل محل الدهانات المضادة للقاذورات القائمة على النحاس.

التطبيقات: أقفاص شبكة تربية الأحياء المائية ، مرشحات مدخل السفن

لماذا تختار Chalco Titanium كمورد لك؟

قدرة إنتاج قوية ، تضمن إمدادات عالية الجودة

• سلسلة التوريد الكاملة: من الذوبان إلى التشكيل ، يتم التحكم الذاتي في العملية برمتها لضمان نقاء المواد واستقرارها.
• التيتانيوم عالي النقاء: يتم استخدام تقنية الصهر المتقدمة ، مما يحقق محتوى أكسجين ≤0.15٪ ، والذي يلبي متطلبات مقاومة ضغط أعماق البحار.
• التصنيع على نطاق واسع: مع وزن سبيكة تيتانيوم واحد كحد أقصى يبلغ 15 طنا ، يمكنه تلبية متطلبات المكونات الهيكلية الكبيرة في السفن والمنصات البحرية. نحن نوفر ألواح التيتانيوم بعرض يزيد عن 3 أمتار (سمك 5-100 مم) وأنابيب تيتانيوم مقذوفة ذات قطر كبير (القطر الخارجي ≤600 مم) مناسبة لتبريد مياه البحر وخطوط أنابيب نقل النفط / الغاز.

المعالجة الدقيقة لتلبية المتطلبات المعقدة

• المعالجة السطحية: نحن نقدم الغسيل الحمضي ، والسفع الرملي ، وأكسدة القوس الدقيق ، من بين عمليات تقوية الأسطح الأخرى لتقليل تآكل مياه البحر والقاشف الحيوي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تطبيق الطلاءات المضادة للقاذورات أو الطلاء بأكسيد المعادن المختلطة (MMO) حسب الحاجة.
• قطع عالي الدقة: باستخدام نفث الماء والليزر وتقنيات القطع الدقيقة الأخرى ، نقوم بمعالجة المكونات المعقدة بدقة.
• تكنولوجيا اللحام: يضمن لحام شعاع الإلكترون ، ولحام TIG ، والطرق الأخرى وصلات لحام عالية القوة ومتينة.
• عمليات التشكيل: يتم استخدام تقنيات مثل التشكيل والغزل اللدائن الفائقة لتصنيع مكونات هيكلية عالية الدقة.

الامتثال للمعايير الدولية والتكيف مع السوق العالمية

• المعايير الدولية: تتوافق منتجاتنا مع معايير ASTM و GB و ABS و NACE وغيرها من المعايير ، مما يلبي المتطلبات الصارمة للهندسة البحرية.
• شهادة جمعية التصنيف: يتم اعتماد المنتجات من قبل جمعيات تصنيف موثوقة متعددة لضمان الامتثال للمشروع وتقليل تكاليف شهادة العملاء.
• طرق الاختبار: نحن نتحكم بشكل صارم في جودة المواد والمكونات من خلال الجمع بين الاختبارات غير المدمرة مثل UT (الاختبار بالموجات فوق الصوتية) و RT (الاختبار الشعاعي) و PT (اختبار الاختراق) ، جنبا إلى جنب مع اختبارات رش الملح ومحاكاة الضغط لضمان الموثوقية طويلة الأجل في أعماق البحار أو البيئات عالية الملوحة.

سلسلة توريد مستقرة وتسليم فعال

• توريد التيتانيوم كامل النطاق: نحن نقدم مجموعة كاملة من سبائك التيتانيوم وألواح التيتانيوم إلى أنابيب التيتانيوم ، ونحن ندعم المواصفات المخصصة لتقليل تعقيد سلسلة التوريد.
• التسليم الفعال: تعمل إدارة الإنتاج المبسطة على تقصير دورات التسليم بشكل كبير للوفاء بالمواعيد النهائية العاجلة للمشروع.
• الدعم الفني المهني: نحن نقدم الخبرة في اختيار المواد وتحسين العمليات للمساعدة في دفع المشاريع إلى الأمام بكفاءة.

دعم العملاء وضمان ما بعد البيع

• الاستشارات الفنية وحلول التصميم: يتم تقديم المشورة المهنية بشأن اختيار المواد والتصميم الهيكلي وعمليات اللحام لمختلف التطبيقات البحرية لضمان كفاءة المشروع.
• المساعدة عن بعد: يمكن ترتيب الدعم الفني عن بعد للتركيب أو اللحام أو الفحص ، مما يساعد العملاء على تقليل تكاليف التجربة والخطأ.
• الاستجابة السريعة وقطع الغيار: تستجيب قنوات خدمة العملاء لدينا بسرعة لأي مشكلات تتعلق بجودة المنتج أو العملية. نقوم بتخزين مواد وملحقات التيتانيوم الشائعة لدعم الصيانة أو الترقيات المستمرة.

الأسئلة المتداولة

لماذا التكلفة الأولية للتيتانيوم أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ؟ هل سيوفر المال حقا على المدى الطويل؟

على الرغم من أن سعر وحدة التيتانيوم أعلى بحوالي 3-5 مرات من الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلا أن عمر الخدمة الخالي من الصيانة لمدة 30 عاما يمكن أن يوفر حوالي 45٪ من التكاليف الإجمالية. على سبيل المثال ، أدى استبدال سبائك النحاس والنيكل بأنابيب التيتانيوم على منصة بحرية إلى توفير أكثر من 2 مليون دولار أمريكي من تكاليف الصيانة على مدى 30 عاما. على الرغم من الاستثمار المسبق المرتفع ، مع الأخذ في الاعتبار دورة الحياة بأكملها ، غالبا ما يثبت التيتانيوم أنه أكثر اقتصادا.

كيفية اختيار درجة سبائك التيتانيوم المناسبة؟

يعتمد الاختيار على عوامل مثل بيئة التشغيل ودرجة الحرارة والضغط والوسط المسببة للتآكل:

• للحماية من التآكل في المياه الضحلة ، يكفي Gr2 (التيتانيوم الصناعي النقي).
• بالنسبة لتطبيقات الضغط العالي في أعماق البحار ، يعتبر Gr23 (Ti-6Al-4V ELI) ، مع المتانة الممتازة ، مثاليا للأعماق التي تتجاوز 6000 متر.
• بالنسبة للبيئات المحتوية على الكبريت ، يقاوم Gr7 (Ti-0.2Pd) تآكل كبريتيد الهيدروجين بشكل فعال.
• للحصول على متطلبات محددة للحمل أو درجة الحرارة أو التعب ، يرجى استشارة فريقنا الفني للحصول على توصيات دقيقة.

كيف تمنع التآكل الجلفاني عند توصيل التيتانيوم بالفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ؟

يوصى باستخدام حشوات عازلة (مثل PTFE) أو استخدام وصلات انتقالية مكسوة بالمتفجرات من التيتانيوم والصلب للتحكم في منطقة التلامس داخل منطقة مستقرة نسبيا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحد من الكثافة الحالية إلى ≤0.1 مللي أمبير / سم² (بالرجوع إلى إرشادات AMPP) يمكن أن يبطئ بشكل فعال حدوث التآكل الجلفاني.

هل سيتآكل التيتانيوم في ظل ظروف الضغط العالي في أعماق البحار؟

تظهر الاختبارات أنه في البيئات التي تحتوي على 100,000 جزء في المليون من أيونات الكلوريد وضغط 30 ميجا باسكال ، يكون معدل تآكل التيتانيوم أقل من 0.001 مم / سنة (راجع ASTM G1). بالنسبة لتآكل الشقوق في أعماق البحار الأكثر قسوة ، يمكن اختيار درجات مثل مجموعة 29 (مع الروثينيوم) لتعزيز مقاومة التآكل.

ما نوع الاختبار ومراقبة الجودة المطلوب للتيتانيوم في تطبيقات أعماق البحار؟

بالنسبة للتطبيقات في أعماق البحار ، يتم إجراء اختبارات غير مدمرة أكثر صرامة (UT و RT و PT) واختبارات رش الملح واختبارات محاكاة الضغط العالي لضمان سلامة المادة واستقرارها في ظل الظروف القاسية.

هل لحام التيتانيوم معقد؟ ما هي المعايير التي يجب اتباعها؟

يتطلب لحام التيتانيوم ضوابط بيئية وتشغيلية أكثر صرامة مقارنة بالفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ. يوصى باستخدام اللحام بالليزر (الذي يمكن أن يقلل من المنطقة المتأثرة بالحرارة بنسبة 50٪) أو لحام قوس الأرجون (معيار AWS D10.6M) ، مما يضمن قوة اللحام ≥90٪ من المادة الأساسية (GB / T 3620). بالنسبة للمكونات السميكة أو الحرجة ، فإن حماية دعم الغاز الخامل ضرورية لزيادة تحسين جودة اللحام.

كيف يمكن ضمان سلامة المعدات التي تعمل على المدى الطويل في البيئات البحرية عالية الملوحة والثقيلة الصدمات؟

بصرف النظر عن اختيار درجات سبائك أعلى مقاومة للتآكل ، يوصى باستخدام معالجات سطحية إضافية (مثل أكسدة القوس الصغير أو الطلاءات المضادة للقاذورات). يجب إجراء الاختبارات غير المدمرة (UT ، RT) واختبارات محاكاة الضغط العالي حسب الحاجة. يمكن أن تؤدي عمليات التفتيش المنتظمة والتقييمات المضادة للتآكل في دورة سنوية أو محددة مسبقا إلى إطالة عمر خدمة المادة بشكل فعال.