Titanio nelle applicazioni marine

L'ingegneria navale affronta continuamente sfide difficili come l'alta salinità, l'alta pressione e la grave corrosione. I materiali tradizionali come l'acciaio e le leghe di rame soffrono di una breve durata, di elevati costi di manutenzione e di un rapido degrado delle prestazioni nell'acqua di mare: le tubazioni in acciaio possono guastarsi a causa della corrosione entro 5 anni e gli scambiatori di calore in lega di rame-nichel durano meno di 8 anni in acqua di mare ad alta temperatura, portando a oltre 50 miliardi di dollari di perdite globali annuali. Con la sua assenza di perdite per corrosione, oltre 30 anni di durata e prestazioni rivoluzionarie e leggere ad alta resistenza, il titanio è la scelta ideale per affrontare queste sfide.

L'insostituibilità del titanio deriva da tre caratteristiche fondamentali:

• Corrosion Resistance: The passivation film on titanium in seawater can withstand up to 100,000 ppm chloride ions, 100 ppm hydrogen sulfide, and 80℃ high-temperature seawater, with a corrosion rate of <0.001 mm/year.
• Leggero: la sua densità è solo il 57% dell'acciaio e con un rapporto resistenza/peso di 22, il peso strutturale può essere ridotto del 30%-40%.
• Economia del ciclo di vita: sebbene il costo iniziale sia 3-5 volte superiore a quello dell'acciaio inossidabile, il suo design esente da manutenzione per 30 anni riduce i costi complessivi del 45%.

Dai giacimenti di petrolio e gas in acque profonde alle piattaforme eoliche offshore, dalle apparecchiature di ricerca polare ai veicoli militari per immersioni in profondità, il titanio sta rimodellando il sistema dei materiali dell'ingegneria navale attraverso l'innovazione tecnologica e l'aggiornamento degli standard. Queste scoperte non solo hanno un impatto sull'efficienza economica, ma sostengono anche le capacità strategiche marine nazionali.

Le applicazioni segmentate del titanio in campo marino includono:

• Sistemi di raffreddamento ad acqua di mare
• Dispositivi di desalinizzazione dell'acqua di mare
• Sviluppo di petrolio e gas in acque profonde
• Cantieristica
• Sottomarini nucleari
• Apparecchiature per la ricerca scientifica e il rilevamento marino
• Generazione di energia eolica marina
• Apparecchiature elettroniche e acustiche marine

Sistemi di raffreddamento ad acqua di mare

I sistemi di raffreddamento ad acqua di mare sono ampiamente utilizzati nelle navi, nelle piattaforme offshore e nelle centrali nucleari. Mantengono le temperature di esercizio delle apparecchiature scambiando calore tra l'acqua di mare e il liquido di raffreddamento.

A causa dell'elevata corrosione, salinità e inquinamento microbico dell'acqua di mare, questi sistemi richiedono materiali con un'eccellente resistenza alla corrosione, un'elevata resistenza e stabilità a lungo termine. I principali vantaggi del titanio includono:

• Resistenza alla corrosione: con abbondanti ioni cloruro nell'acqua di mare, i materiali devono mostrare eccezionali capacità anticorrosive.
• Forza e stabilità: i sistemi devono resistere ad alta pressione, che richiede un'elevata resistenza e stabilità a lungo termine.
• Costo e manutenzione: Sebbene il titanio abbia un costo iniziale più elevato, le sue minori spese di manutenzione e sostituzione a lungo termine lo rendono la scelta ideale.

Grazie alla sua eccezionale resistenza alla corrosione dell'acqua di mare, all'elevato rapporto resistenza/peso e alla lunga durata, il titanio è il materiale ottimale per i sistemi di raffreddamento ad acqua di mare.

Chalco Categorie prodotti

Standard: 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

Sistemi di raffreddamento ad acqua di mare: in che modo i tubi in titanio risolvono le sfide relative all'elevata corrosione salina e ai costi?

In acqua di mare ad alta temperatura a 80 °C, gli scambiatori di calore in lega di rame-nichel durano meno di 8 anni, mentre i tubi in titanio, con zero perdite di corrosione e un design esente da manutenzione di 30 anni, sono diventati la scelta migliore per l'aggiornamento dei sistemi di raffreddamento delle navi e dell'energia nucleare.

Confronto delle prestazioni del titanio e della lega di rame-nichel

Come scegliere i tubi in titanio per i sistemi di raffreddamento ad acqua di mare? (Per scenario)

• Sistemi di circolazione a bassa pressione: il tubo in titanio saldato Gr2 (ASTM B862) offre un basso costo con un'adeguata resistenza alla corrosione.
• Condensatori per centrali nucleari: tubo in titanio senza saldatura Gr5 (ASTM B338) con una pressione nominale ≥20 MPa.
• Sulfur-Containing Environments: Gr7 Titanium Tube (containing 0.2% Pd) is resistant to H₂S concentrations >100 ppm.

Caso applicativo specifico dei sistemi di raffreddamento ad acqua di mare

Impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare Saudi Jubail: utilizza un tubo in titanio Gr2 (ASTM B338) funzionante a 110°C, con una durata di 30 anni e raggiunge costi di manutenzione inferiori del 60% rispetto a quelli delle leghe di rame.

Apparecchiature per la desalinizzazione dell'acqua di mare

Il titanio è ampiamente utilizzato nelle apparecchiature per la desalinizzazione dell'acqua di mare grazie alla sua eccellente resistenza alle alte temperature e alla corrosione. Le sue applicazioni includono componenti strutturali, alloggiamento dello scambiatore di calore, deflettori, moduli a membrana, fasci di tubi per scambiatori di calore flash multistadio (MSF) e fasci di tubi per evaporatori con distillazione multieffetto a bassa temperatura (MED).

Le tecnologie di antivegetativa elettrolitica e saldatura laser migliorano ulteriormente l'efficienza e la durata dello scambio termico dell'apparecchiatura. Sebbene il costo iniziale sia relativamente elevato, una durata superiore a 25 anni riduce significativamente la frequenza di manutenzione, ottenendo un vantaggio in termini di costi per l'intero ciclo di vita.

Prodotti in titanio di Chalco

Come scegliere i tubi in titanio per le apparecchiature di desalinizzazione dell'acqua di mare (per applicazione)

• Distillazione multieffetto (MED): utilizzare un tubo saldato in titanio Gr16 (ASTM B862), che resiste a concentrazioni di ioni cloruro fino a 40.000 ppm.
• Flash multistadio (MSF): utilizzare un tubo in titanio senza saldatura Gr2 (ASTM B338) con uno spessore della parete di 1,2 mm e una resistenza alla pressione di ≥2,5 MPa.
• Sulfur-Containing Environment: Use Gr7 Titanium Tube (containing 0.2% Palladium), capable of withstanding H₂S concentrations >100ppm.

Casi applicativi

Impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare Saudi Jubail: utilizza tubi in titanio Gr2 (ASTM B338) con un diametro del tubo di 25 mm × uno spessore della parete di 1,2 mm, funzionanti a 110°C e una durata di progetto di 30 anni.

Progetto di desalinizzazione dell'acqua di mare di Tianjin, Cina: impiega tubi saldati in titanio Gr16 domestico (GB/T 26057), con una capacità giornaliera di 100.000 tonnellate e resistenza agli ioni cloruro fino a 40.000 ppm.

Sviluppo di petrolio e gas in acque profonde

Lo sviluppo di petrolio e gas in acque profonde su piattaforme offshore, oleodotti sottomarini e sistemi di produzione subacquea richiede materiali per attrezzature in grado di resistere a condizioni estreme come alta pressione, basse temperature, alta salinità e forti correnti oceaniche. Pertanto, i materiali devono possedere un'eccezionale resistenza alla corrosione, resistenza alla fatica e un'elevata resistenza.

Il titanio è ampiamente utilizzato perché previene efficacemente la corrosione interstiziale e la corrosione galvanica indotta da pressioni superiori a 30 MPa, offrendo al contempo un vantaggio di leggerezza con il doppio della resistenza specifica dell'acciaio. Inoltre, presenta eccellenti prestazioni contro la tensocorrosione da solfuro, migliorando così significativamente l'affidabilità e la sicurezza a lungo termine delle apparecchiature per acque profonde.

Prodotti in titanio forniti da Chalco

Confronto tra titanio e acciaio

Selezione dei materiali basata su scenari per lo sviluppo di petrolio e gas in acque profonde

• Giunti dell'asta di perforazione: utilizzare la lega di titanio Gr29 (con lo 0,1% di rutenio) per aumentare la resistenza alla corrosione interstiziale del 50%.
• Riser compositi: impiegano tubi compositi esplosivi in acciaio al titanio (ASTM B898) con una resistenza al taglio interfacciale di ≥210 MPa.
• Sistemi di valvole: utilizzare la lega di titanio Gr12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni), che ha superato il test NACE TM0177 sull'idrogeno solforato.

Caso di applicazione

In un progetto di pozzo petrolifero in acque profonde nel Golfo del Messico, l'uso di colonne montanti composite esplosive in acciaio al titanio ha prolungato la durata a 25 anni (rispetto agli 8 anni delle colonne montanti convenzionali in acciaio).

Importanza dei materiali per la costruzione navale

Le navi costantemente esposte all'acqua di mare richiedono materiali resistenti alla corrosione, robusti e leggeri. Il titanio, con il doppio della resistenza specifica dell'acciaio e una resistenza alla fatica superiore, prolunga la durata dei componenti, riduce i costi di manutenzione e riduce il peso della nave, migliorando la velocità e il carico utile. La sua resistenza autolubrificante e ad alta coppia garantisce una propulsione stabile, mentre la sua resistenza alla corrosione previene le reazioni galvaniche, aumentando l'affidabilità a lungo termine.

Prodotti in titanio disponibili da Chalco

Standard: ASTM B265, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861

• 

  Piastre in titanioGr5, Gr7

  Utilizzato in piastre esterne dello scafo, ponti, paratie, sovrastrutture, piattaforme per elicotteri

• 

  Tubi in titanioGr2, Gr4, Gr9

  Applicato in sistemi di tubazioni per acqua di mare (raffreddamento, zavorra, antincendio), sistemi idraulici, tubi di scarico

• 

  Profili in titanioGr5, Gr9

  Utilizzato in travi strutturali dello scafo, nervature, longheroni per la riduzione del peso.

• 

  Getti in titanioGr5, Gr7, Gr9

  Applicato in eliche, corpi pompa, corpi valvole, pale del timone

• 

  Elementi di fissaggio in titanioGr5, Gr5 + Copper Coating

  Utilizzato per i collegamenti della struttura dello scafo, il montaggio delle apparecchiature e i collegamenti delle tubazioni

Titanio vs. acciaio inossidabile 316

Selezione dei materiali specifici per l'applicazione nella costruzione navale

• Struttura dello scafo: piastre in titanio Gr5 (GB/T 3621), spessore 10-50 mm
• Sistema di propulsione: Forgiati in titanio Gr9 (ASTM B381), resistenza alla torsione ≥ 620MPa
• Connessioni delle tubazioni: Bulloni compositi in titanio-rame (ASTM F467) per la resistenza alla corrosione galvanica

Sottomarini nucleari

I sottomarini nucleari sono alimentati da reattori nucleari e possiedono una lunga resistenza subacquea, un'elevata furtività e formidabili capacità di attacco. Operando in ambienti marini estremi, devono affrontare sfide come l'elevata pressione in acque profonde, la corrosione dell'acqua di mare, le radiazioni nucleari e l'alta temperatura e umidità. Il loro design e la selezione dei materiali richiedono un'eccezionale robustezza, resistenza alla corrosione e resistenza alla fatica, garantendo un funzionamento stabile a lungo termine con rigorosi requisiti di sicurezza, longevità e affidabilità.

Il titanio è un materiale di base nei sottomarini nucleari, utilizzato principalmente negli scafi a pressione, nei sistemi di propulsione, nei sistemi di tubazioni e nei dispositivi acustici. I suoi vantaggi includono:

• Leggero: il titanio ha una densità solo del 57% di quella dell'acciaio, riducendo sostanzialmente il peso del sottomarino e migliorando la velocità e la manovrabilità (ad esempio, il sottomarino nucleare russo di classe Alpha raggiunge fino a 42 nodi sott'acqua).
• Capacità di immersione profonda: gli scafi a pressione in lega di titanio possono resistere a pressioni in acque profonde superiori a 900 metri (il sottomarino nucleare russo di classe M ha una profondità di immersione fino a 1250 metri).
• Non magnetico: elimina il rilevamento da parte dei sensori magnetici, migliorando la furtività.
• Resistenza alla corrosione: Resistente all'acqua di mare, agli ioni cloruro e alla corrosione microbica, con una durata di oltre 30 anni, cinque volte più lunga rispetto alle tubazioni in lega di rame.
• Resistenza alle radiazioni: la resistenza del titanio alle radiazioni lo rende la scelta ideale nei sottomarini nucleari in cui il reattore produce radiazioni ionizzanti.

Prodotti in titanio disponibili da Chalco

Sottomarini nucleari: in che modo le leghe di titanio raggiungono una profondità di immersione di 900 metri e una furtività per l'intero ciclo di vita?

Miglioramento dello scafo a pressione: utilizzando un design a elementi di interstizio ultra-bassi (ELI), gli scafi a pressione in titanio estendono la profondità di immersione da 500 metri (tipica per gli scafi in acciaio) a 900 metri, eludendo il rilevamento del sensore magnetico.

Lega per acque profonde Gr23 (Ti-6Al-4V ELI)

• Contenuto di ossigeno ≤ 0,13%, con tenacità alla frattura (KIC) ≥ 120 MPa√m;
• Carico di snervamento ≥ 825 MPa, superamento di prove idrostatiche a 110 MPa;
• Non magnetico (permeabilità magnetica ≤ 1,00005), migliora la furtività del 70%.

Casi applicativi

Sottomarino nucleare russo di classe Alpha: utilizza leghe di titanio Gr23 e Gr9, raggiungendo una profondità di immersione di 914 metri, una velocità di 42 nodi e una durata di 40 anni, con ogni sottomarino che utilizza 3000 tonnellate di lega di titanio.

Sottomarino nucleare russo di classe Typhoon: impiega uno scafo a pressione Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo ed eliche Ti-6Al-4V, con una profondità di immersione di 500 metri (massima 1830 metri), un dislocamento di 33.800 tonnellate e 9000 tonnellate di lega di titanio per nave.

Sommergibile cinese con equipaggio Jiaolong: utilizza uno scafo a pressione in lega di titanio TC4ELI, in grado di immergersi fino a 7062 metri, con uno spessore dello scafo di 80 mm e una resistenza alla compressione di 1100 MPa.

Attrezzature per la ricerca scientifica e l'esplorazione marina

Le apparecchiature per la ricerca scientifica e l'esplorazione marina sono ampiamente utilizzate nel monitoraggio dell'ambiente oceanico, nelle indagini idrologiche, nella ricerca biologica, nell'esplorazione geologica e in altri campi. Comprende dispositivi come sensori subacquei, idrofoni, campionatori, lander per acque profonde e boe alla deriva.

Le attrezzature di esplorazione operano spesso in acque profonde e in ambienti estremi, affrontando sfide severe come l'intensa corrosione dell'acqua di mare, l'alta pressione e le basse temperature. Nelle missioni subacquee a lungo termine, questi dispositivi non devono solo combattere la corrosione e le incrostazioni, ma anche mantenere l'accuratezza dei dati e una trasmissione affidabile per garantire risultati di ricerca stabili e affidabili.

Le leghe di titanio, grazie alla loro elevata resistenza, resistenza alla corrosione e proprietà non magnetiche, svolgono un ruolo fondamentale in componenti chiave, come:

• Scafi sommergibili a pressione per acque profonde: in grado di resistere a pressioni dell'acqua a 6000 metri di profondità (circa 60 MPa), riducendo il peso di oltre il 40% rispetto all'acciaio tradizionale.
• Involucri di sensori e apparecchiature elettroniche: il basso magnetismo e la compatibilità acustica del titanio migliorano l'accuratezza della raccolta dei dati (ad esempio, riducendo l'interferenza del segnale sonar del 30%).
• Telai per robot subacquei (ROV/AUV): i design leggeri estendono la resistenza e si adattano alle complesse operazioni del fondale marino.

Prodotti in titanio disponibili da Chalco

Titanio vs. lega di alluminio

Selezione dei materiali basata su scenari per la ricerca scientifica marina e le attrezzature per l'esplorazione

• Alloggiamenti a pressione: utilizzare la lega di titanio Gr23 (con KIC ≥ 120 MPa√m) per supportare l'esplorazione dell'intera profondità oceanica.
• Bracci robotici: utilizzare forgiati in titanio Gr9 (con resistenza alla fatica Δσ = 300 MPa) per una capacità di carico di 200 kg.
• Involucri del sensore: utilizzare la fusione di precisione in titanio Gr2 (con una tolleranza di ±0,1 mm) per una precisione ottimale.

Casi applicativi

Sommergibile con equipaggio giapponese "Shinkai 6500": utilizza uno scafo a pressione in lega di titanio Gr23 (spessore 80 mm, profondità di immersione di 6500 metri) con una resistenza allo snervamento ≥825 MPa e una durata di 40 anni, ottenendo una riduzione del peso fino al 35% rispetto all'acciaio.

"Orpheus" Deep-Sea Explorer degli Stati Uniti: impiega un braccio robotico in lega di titanio Gr5 con una capacità di carico di 200 kg e una resistenza alla pressione di 100 MPa; la sua resistenza alla fatica è Δσ = 300 MPa (testata su 10⁷ cicli), il che lo rende adatto per l'esplorazione della Fossa delle Marianne.

Energia eolica offshore

L'energia eolica offshore sfrutta l'energia eolica installando turbine eoliche in mare. Queste turbine eoliche possono essere a fondo fisso o galleggianti, svolgendo un ruolo cruciale nello sviluppo dell'energia offshore.

A causa del difficile ambiente marino, le piattaforme eoliche offshore devono resistere a un'esposizione prolungata a forti venti, onde, corrosione dell'acqua di mare e nebbia salina, richiedendo un'elevata resistenza alla corrosione, resistenza, leggerezza e resistenza alla fatica. I materiali in titanio, noti per la loro leggerezza, elevata resistenza e resistenza alla corrosione superiore, offrono vantaggi chiave nei seguenti componenti critici:

• Ancore e basi: le piattaforme galleggianti resistono alle correnti oceaniche e ai carichi dinamici. Le leghe di titanio riducono il peso di oltre il 30% e prolungano la durata fino a 30 anni.
• Torri e strutture di supporto: i compositi di titanio (titanio-acciaio / titanio-fibra di carbonio) migliorano la resistenza alla fatica, adattandosi agli ambienti di alta pressione in acque profonde.
• Sistemi di raffreddamento e connettori: i tubi in titanio sono utilizzati nei circuiti di raffreddamento dei generatori, resistendo alla corrosione dell'acqua di mare ad alta temperatura; I bulloni in titanio garantiscono un fissaggio resistente alla nebbia salina.

I prodotti in titanio di Chalco per l'energia eolica offshore

Elettronica e acustica marina

L'elettronica e l'acustica marina sono ampiamente utilizzate nelle comunicazioni subacquee, nel rilevamento di bersagli e nel monitoraggio ambientale, coprendo dispositivi come sistemi sonar, apparecchiature di navigazione, idrofoni e telecamere subacquee. Questi dispositivi devono funzionare in modo affidabile in condizioni oceaniche difficili, affrontando sfide come la corrosione dell'acqua di mare, l'alta pressione, le basse temperature e le forti vibrazioni.

In ambienti di acque profonde, garantire una trasmissione del segnale accurata e stabile è fondamentale, prevenendo al contempo la corrosione, le incrostazioni e le bioincrostazioni, garantendo affidabilità a lungo termine e prestazioni elevate. I vantaggi principali includono:

• Proprietà non magnetiche: elimina le interferenze elettromagnetiche, migliorando la precisione del segnale acustico (ad esempio, l'errore di posizionamento dell'ecoscandaglio è stato ridotto del 15%).
• Resistenza alla corrosione superiore: resiste all'acqua di mare, agli ioni cloruro e alla corrosione microbica, estendendo la durata delle apparecchiature a oltre 20 anni (rispetto ai 5-8 anni delle leghe di alluminio).
• Bassa impedenza acustica (27×10⁶ kg/m²s): migliora l'efficienza della trasmissione delle onde sonore e riduce l'attenuazione del segnale.

Chalco's Titanium Products for Elettronica e acustica marina

Caso di studio dell'applicazione

Il sommergibile cinese "Jiaolong" utilizza una carenatura sonar in titanio Gr5, in grado di resistere a una pressione di 100 MPa, ottimizzando l'impedenza acustica del 30% e supportando l'esplorazione di 7.000 metri di profondità.

I prodotti in primo piano di Chalco Titanium nel settore nautico

Piastra tubiera in titanio

La piastra tubiera in titanio, una piastra perforata negli scambiatori di calore, fissa i tubi e separa i fluidi. Laminato con precisione e forato a CNC, resiste ad ambienti marini ad alta temperatura e alta pressione, fungendo da componente portante centrale in scambiatori di calore e condensatori.

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Gradi: Gr2, Gr7, Gr12, Gr16

Norma: ASTM B265

Applicazioni:

• Desalinizzazione dell'acqua di mare: sistemi Multi-Stage Flash (MSF) e Multi-Effect Distillation (MED)
• Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC): strutture di supporto della pressione degli scambiatori di calore a piastre

Piastra rivestita in acciaio al titanio

La piastra rivestita in acciaio al titanio prodotta da Chalco Titanium utilizza la saldatura esplosiva per legare uno strato di titanio (per la resistenza alla corrosione) con uno strato di acciaio (per un'elevata resistenza), affrontando sia le sfide della corrosione che quelle portanti dell'ingegneria navale.

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Material: Gr2 Titanium Layer + Q355 Steel Layer

Norma: ASTM B898

Applicazioni:

• Splash Zone dello scafo della nave: resiste all'impatto delle onde e alla corrosione in nebbia salina
• Strutture di transizione della piattaforma marina: collega le tubazioni in titanio con le piattaforme in acciaio per prevenire la corrosione galvanica

Giunto di transizione in titanio-acciaio

Sviluppato esclusivamente da Chalco Titanium, il giunto di transizione in titanio-acciaio impiega una tecnologia di saldatura dei metalli dissimile per risolvere i problemi di corrosione galvanica, adatta per apparecchiature in acque profonde e sistemi di alimentazione marina.

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Un giunto di transizione in titanio-acciaio viene utilizzato per collegare titanio e acciaio in un unico assemblaggio, tipicamente ottenuto tramite saldatura esplosiva o metodi simili. Un lato è in titanio, l'altro in acciaio, con un denso strato di legame metallurgico in mezzo per una transizione senza soluzione di continuità.

Material: Gr5 + Q355 Steel

Norma: ASTM B898

Applicazioni:

• Offshore Oil & Gas Platforms: Flange connections between titanium tubing and carbon steel risers
• Sistemi di propulsione navale: segmenti di transizione dagli alberi in titanio agli scafi in acciaio

Tubo rivestito esplosivo in acciaio al titanio

Con uno strato interno in titanio (per la resistenza alla corrosione) e uno strato esterno in acciaio (per la resistenza alla pressione), il tubo rivestito in acciaio al titanio bilancia prestazioni e costi, superando le barriere delle tubazioni ad alta pressione in acque profonde.

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Material: Gr2 (Gr7, Gr12) Titanium Layer + X65 Steel Layer

Norma: ASTM B898

Applicazioni:

• Desalinizzazione dell'acqua di mare: condotte di scarico della salamoia ad alta pressione
• Deep-Sea Oil & Gas Transportation: 3000-meter subsea pipelines
• Sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare: tubazioni composite per condensatori per sottomarini nucleari

Forgiati in titanio

Utilizzando processi di forgiatura di precisione (forgiatura a stampo aperto o a stampo), Chalco Titanium produce componenti in lega di titanio ad alta resistenza adatti per scenari di alta pressione e sollecitazione in acque profonde.

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Gradi: Gr5, Gr23

Standard: ASTM B381

Applicazioni:

• Albero di propulsione della nave: forgiatura in lega di titanio Gr5 con resistenza alla torsione ≥ 620 MPa
• Corpi valvola per acque profonde: lega di titanio Gr23 forgiata, con una potenza nominale di 50 MPa

Scafo a pressione in titanio

Uno scafo a pressione in titanio è una struttura sigillata realizzata in lega di titanio ad alta resistenza per resistere a pressioni esterne significative, come compartimenti con equipaggio in sommergibili d'altura, scafi sottomarini e recipienti a pressione subacquei.

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Chalco Titanium employs superplastic forming + electron beam welding to produce large-scale deep-sea pressure chambers for manned and unmanned submersibles. Titanium alloy is the ideal material for deep-sea pressure hulls due to its excellent strength-to-weight ratio and fatigue resistance.

Gradi: Gr5, Gr23

Certificazione: ABS (American Bureau of Shipping)

Applicazioni:

• Sottomarini militari: Sezioni di scafo a pressione per sottomarini a propulsione nucleare
• Sommergibili per ricerca scientifica: compartimenti con equipaggio di 7000 metri (ad esempio, "Jiaolong")

*Il sommergibile con equipaggio "Jiaolong" utilizza la lega di titanio TC4ELI con uno spessore dello scafo di 80 mm, testato a una pressione idrostatica di 110 MPa per un'immersione di 7062 metri, riducendo il peso del 40% rispetto all'acciaio.

Elementi di fissaggio compositi in titanio-rame

Elementi di fissaggio compositi in titanio-rame combine the benefits of titanium alloy and copper, often seen as bimetallic bolts or studs. The titanium base + copper plating design ensures both conductivity and corrosion resistance, solving grounding and anti-corrosion needs for marine electronics.

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Material: Gr5 Titanium + T2 Copper Coating

Norma: ASTM F467

Applicazioni:

• Sistemi ecoscandaglio: bulloni di messa a terra dell'ecoscandaglio array trainato
• Piattaforme galleggianti: Connettori di protezione contro i fulmini della staffa del sensore
• Piattaforme petrolifere: Sistemi di messa a terra anticorrosione

Elica in lega di titanio

Un'elica in lega di titanio è un'elica marina realizzata in lega di titanio ad alta resistenza e resistente alla corrosione. Rispetto alle tradizionali eliche in bronzo o acciaio inossidabile, le eliche in titanio presentano una maggiore robustezza, un peso più leggero e una resistenza superiore alla corrosione e alla cavitazione.

Anodo in titanio

Un anodo di titanio di solito si riferisce a un anodo a base di titanio rivestito con uno strato attivo catalitico per la protezione catodica o la generazione elettrolitica di ossigeno/cloro in ambienti marini. La base utilizza piastre, tubi o reti in titanio puro. Anche in polarizzazione anodica, il titanio forma un film di ossido stabile, fornendo un'eccellente resistenza alla corrosione.

• Anodo di protezione catodica: anodo a base di ossido di metallo misto (MMO) a base di titanio per l'anticorrosione di navi e piattaforme
• Sistema antivegetativo elettrolitico: l'anodo di titanio genera ipoclorito di sodio dall'acqua di mare per inibire la bioincrostazione

Tubo scambiatore di calore in titanio

Utilizzato in apparecchiature come condensatori ed evaporatori ad acqua di mare, generalmente realizzati in titanio puro con eccellente resistenza alla corrosione e alle incrostazioni dell'acqua di mare.

Gradi: Gr1, Gr2, Gr12

Standard: ASTM B338

Carenatura del sonar in titanio

Una carenatura sonar in lega di titanio pressofusa di precisione riduce il rumore di turbolenza e migliora il rapporto segnale/rumore dei sistemi ecoscandaglio.

Grado: Gr5

Applicazioni: Sottomarini militari, Navi da ricerca marina

Rete antivegetativa tessuta in filo di titanio

La rete tessuta (φ0,5 mm) inibisce l'attacco del cirripedi e di altri organismi marini, sostituendo le vernici antivegetative a base di rame.

Applicazioni: Gabbie per reti per acquacoltura, filtri di ingresso della nave

Perché scegliere Chalco Titanium come fornitore?

Robusta capacità produttiva, che garantisce una fornitura di alta qualità

• Catena di approvvigionamento completa: dalla fusione alla formatura, l'intero processo è autocontrollato per garantire la purezza e la stabilità del materiale.
• Titanio ad alta purezza: viene utilizzata una tecnologia di fusione avanzata, che raggiunge un contenuto di ossigeno ≤0,15%, che soddisfa i requisiti di resistenza alla pressione in acque profonde.
• Produzione su larga scala: con un peso massimo di un singolo lingotto di titanio di 15 tonnellate, è in grado di soddisfare le esigenze di componenti strutturali di grandi dimensioni nelle navi e nelle piattaforme offshore. Forniamo piastre in titanio con larghezze superiori a 3 metri (spessore 5-100 mm) e tubi estrusi in titanio di grande diametro (diametro esterno ≤600 mm) adatti per il raffreddamento dell'acqua di mare e per il trasporto di petrolio/gas.

Lavorazione di precisione per soddisfare requisiti complessi

• Trattamento superficiale: Offriamo lavaggio acido, sabbiatura e ossidazione a microarco, tra gli altri processi di rafforzamento superficiale per ridurre l'erosione dell'acqua di mare e la bioincrostazione. Inoltre, se necessario, è possibile applicare rivestimenti antivegetativi o rivestimenti a ossidi metallici misti (MMO).
• Taglio ad alta precisione: utilizzando il getto d'acqua, il laser e altre tecnologie di taglio di precisione, elaboriamo accuratamente componenti complessi.
• Tecnologia di saldatura: la saldatura a fascio di elettroni, la saldatura TIG e altri metodi garantiscono giunti di saldatura ad alta resistenza e durevoli.
• Processi di formatura: tecniche come la formatura superplastica e la filatura vengono impiegate per produrre componenti strutturali di alta precisione.

Conformità agli standard internazionali, adattamento al mercato globale

• Standard internazionali: i nostri prodotti sono conformi a ASTM, GB, ABS, NACE e altri standard, soddisfacendo i severi requisiti dell'ingegneria navale.
• Certificazione della società di classificazione: i prodotti sono certificati da più società di classificazione autorevoli per garantire la conformità del progetto e ridurre i costi di certificazione del cliente.
• Metodi di prova: Controlliamo rigorosamente la qualità dei materiali e dei componenti combinando test non distruttivi come UT (test a ultrasuoni), RT (test radiografici), PT (test penetranti), insieme a test di simulazione di nebbia salina e pressione per garantire l'affidabilità a lungo termine in ambienti marini profondi o ad alta salinità.

Catena di approvvigionamento stabile e consegna efficiente

• Gamma completa di fornitura in titanio: Offriamo una gamma completa dai lingotti di titanio e dalle piastre in titanio ai tubi in titanio e supportiamo specifiche personalizzate per ridurre la complessità della catena di approvvigionamento.
• Consegna efficiente: la gestione semplificata della produzione riduce significativamente i cicli di consegna per rispettare le scadenze urgenti del progetto.
• Supporto tecnico professionale: forniamo competenze nella selezione dei materiali e nell'ottimizzazione dei processi per aiutare a portare avanti i progetti in modo efficiente.

Assistenza clienti e garanzia post-vendita

• Consulenza tecnica e soluzioni di progettazione: viene fornita una consulenza professionale sulla selezione dei materiali, la progettazione strutturale e i processi di saldatura per varie applicazioni marine per garantire l'efficienza del progetto.
• Assistenza remota: è possibile organizzare il supporto tecnico remoto per l'installazione, la saldatura o l'ispezione, aiutando i clienti a ridurre i costi per tentativi ed errori.
• Risposta rapida e parti di ricambio: i nostri canali di assistenza clienti rispondono rapidamente a qualsiasi problema di qualità del prodotto o di processo. Disponiamo di materiali e accessori in titanio comuni per supportare la manutenzione o gli aggiornamenti continui.

Domande frequenti

Perché il costo iniziale del titanio è superiore a quello dell'acciaio inossidabile? Farà davvero risparmiare denaro a lungo termine?

Sebbene il prezzo unitario del titanio sia circa 3-5 volte superiore a quello dell'acciaio inossidabile, la sua durata di 30 anni senza manutenzione può far risparmiare circa il 45% dei costi complessivi. Ad esempio, la sostituzione della lega di rame-nichel con tubi in titanio su una piattaforma offshore ha consentito di risparmiare oltre 2 milioni di dollari in costi di manutenzione in 30 anni. Nonostante l'investimento iniziale più elevato, considerando l'intero ciclo di vita, il titanio si dimostra spesso più economico.

Come scegliere il grado di lega di titanio appropriato?

La selezione si basa su fattori quali l'ambiente operativo, la temperatura, la pressione e il mezzo corrosivo:

• Per la protezione dalla corrosione in acque poco profonde, è sufficiente il Gr2 (Industrial Pure Titanium).
• Per applicazioni ad alta pressione in acque profonde, il Gr23 (Ti-6Al-4V ELI), con un'eccellente tenacità, è ideale per profondità superiori a 6000 metri.
• Per gli ambienti contenenti zolfo, Gr7 (Ti-0.2Pd) resiste efficacemente alla corrosione dell'idrogeno solforato.
• Per requisiti specifici di carico, temperatura o fatica, consultare il nostro team tecnico per consigli precisi.

Come prevenire la corrosione galvanica quando si collega il titanio con acciaio al carbonio o acciaio inossidabile?

Si consiglia di utilizzare guarnizioni isolanti (come il PTFE) o di utilizzare giunti di transizione rivestiti in modo esplosivo in acciaio al titanio per controllare l'area di contatto all'interno di una regione relativamente stabile. Inoltre, limitare la densità di corrente a ≤0,1 mA/cm² (facendo riferimento alle linee guida AMPP) può rallentare efficacemente l'insorgenza della corrosione galvanica.

Il titanio si corrode in condizioni di alta pressione in acque profonde?

I test dimostrano che in ambienti con ioni cloruro di 100.000 ppm e una pressione di 30 MPa, il tasso di corrosione del titanio è inferiore a 0,001 mm/anno (fare riferimento a ASTM G1). Per una corrosione interstiziale ancora più grave nelle profondità marine, è possibile selezionare gradi come il Gr29 (con rutenio) per migliorare ulteriormente la resistenza alla corrosione.

Che tipo di test e controllo di qualità sono necessari per il titanio nelle applicazioni in acque profonde?

Per le applicazioni in acque profonde, vengono condotti test non distruttivi più rigorosi (UT, RT, PT), test in nebbia salina e test di simulazione ad alta pressione per garantire la sicurezza e la stabilità del materiale in condizioni estreme.

La saldatura del titanio è complessa? Quali standard dovrebbero essere seguiti?

La saldatura del titanio richiede controlli ambientali e operativi più severi rispetto all'acciaio al carbonio o all'acciaio inossidabile. Si consiglia di utilizzare la saldatura laser (che può ridurre del 50% la zona termicamente alterata) o la saldatura ad arco di argon (standard AWS D10.6M), garantendo che la resistenza della saldatura sia ≥90% del materiale di base (GB/T 3620). Per i componenti spessi o critici, è necessaria una protezione con supporto di gas inerte per migliorare ulteriormente la qualità della saldatura.

Come garantire la sicurezza delle apparecchiature che operano a lungo termine in ambienti marini ad alta salinità e con forti impatti?

Oltre a selezionare gradi di lega più resistenti alla corrosione, si consigliano ulteriori trattamenti superficiali (come l'ossidazione del microarco o i rivestimenti antivegetativi). I test non distruttivi (UT, RT) e i test di simulazione ad alta pressione devono essere eseguiti secondo necessità. Ispezioni regolari e valutazioni anticorrosione su un ciclo annuale o predeterminato possono prolungare efficacemente la durata del materiale.