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Titânio em aplicações marítimas

Titânio em aplicações marítimas

A engenharia naval enfrenta continuamente desafios severos de alta salinidade, alta pressão e corrosão severa. Materiais tradicionais como aço e ligas de cobre sofrem com vida útil curta, altos custos de manutenção e rápida degradação do desempenho na água do mar - as tubulações de aço podem falhar devido à corrosão em 5 anos e os trocadores de calor de liga de cobre-níquel duram menos de 8 anos em água do mar de alta temperatura, levando a mais de US$ 50 bilhões em perdas globais anuais. Com sua perda zero de corrosão, mais de 30 anos de vida útil e desempenho inovador de alta resistência, o titânio é a escolha ideal para enfrentar esses desafios.

A insubstituibilidade do titânio decorre de três características principais:

  • 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.
  • Leve: Sua densidade é de apenas 57% do aço e, com uma relação resistência-peso de 22, o peso estrutural pode ser reduzido em 30% -40%.
  • Economia do ciclo de vida: Embora o custo inicial seja de 3 a 5 vezes maior que o do aço inoxidável, seu design livre de manutenção de 30 anos reduz os custos gerais em 45%.

De campos de petróleo e gás em alto mar a plataformas eólicas offshore, de equipamentos de pesquisa polar a veículos militares de mergulho profundo, o titânio está remodelando o sistema de materiais da engenharia naval por meio de inovação tecnológica e padrões atualizados. Esses avanços não apenas impactam a eficiência econômica, mas também sustentam as capacidades estratégicas marítimas nacionais.

As aplicações segmentadas do titânio no campo marítimo incluem:

Sistemas de resfriamento de água do mar

Os sistemas de resfriamento de água do mar são amplamente utilizados em navios, plataformas offshore e usinas nucleares. Eles mantêm as temperaturas de operação do equipamento trocando calor entre a água do mar e o refrigerante.

Sistemas de resfriamento de água do mar

Devido à alta corrosão, salinidade e poluição microbiana da água do mar, esses sistemas exigem materiais com excelente resistência à corrosão, alta resistência e estabilidade a longo prazo. As principais vantagens do titânio incluem:

  • Resistência à corrosão: Com íons cloreto abundantes na água do mar, os materiais devem exibir capacidades anticorrosivas excepcionais.
  • Força e estabilidade: Os sistemas devem suportar alta pressão, exigindo alta resistência e estabilidade a longo prazo.
  • Custo e manutenção: Embora o titânio tenha um custo inicial mais alto, suas menores despesas de manutenção e substituição a longo prazo o tornam a escolha ideal.

Graças à sua excelente resistência à corrosão da água do mar, alta relação resistência-peso e longa vida útil, o titânio é o material ideal para sistemas de resfriamento da água do mar.

Chalco categorias de produtos

Padrão: 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

  • Tubo de titânio sem costura
    Tubo de titânio sem costura

    Liga: Gr2, Gr5, Gr12

    Comumente usado em tubulações de trocadores de calor de alta pressão, tubulações de resfriamento de água do mar e tubos de resfriamento de condensadores de usinas nucleares.

  • Tubo de titânio soldado
    Tubo de titânio soldado

    Liga: Gr7 (Ti-0.2Pd)

    Comumente usado em tubulações de circulação de água do mar de baixa pressão, sistemas de incêndio em plataformas offshore e sistemas de resfriamento de circuito aberto para navios.

  • Placa de tubo de titânio
    Placa de tubo de titânio

    Liga: Gr2, Gr16 (Ti-0.05Pd)

    Fixa tubos de titânio em trocadores de calor, formando conjuntos de feixes de tubos. Comumente usado em placas de suporte de feixe de tubos de destilação multiefeito (MED).

  • Flange de titânio
    Flange de titânio

    Liga: Gr5

    Conecta tubulações e conecta equipamentos e tubulações, comumente aplicadas em conexões direcionais para tubulações de resfriamento.

  • Acessórios para tubos de titânio
    Acessórios para tubos de titânio

    Liga: Liga: Gr2, Gr5

    Inclui cotovelos de titânio, tês, flanges, etc., responsáveis pelas conexões da tubulação e orientação de fluidos.

  • Fixadores de titânio
    Fixadores de titânio

    Liga: Gr5, Composto de Titânio-Cobre

    Usado para proteger componentes do sistema de refrigeração, comumente aplicado em conexões de casco e conjuntos de equipamentos em alto mar.

Sistemas de resfriamento de água do mar: como os tubos de titânio resolvem os desafios de alta corrosão salina e custo?

Na água do mar de alta temperatura a 80 ° C, os trocadores de calor de liga de cobre-níquel duram menos de 8 anos, enquanto os tubos de titânio - com perda zero de corrosão e um design livre de manutenção de 30 anos - tornaram-se a melhor escolha de atualização para sistemas de resfriamento de navios e energia nuclear.

Comparação de desempenho de titânio vs. liga de cobre-níquel

Indicador de desempenhoLiga de cobre-níquelLiga de titânio (Gr2)Melhoria da vantagem
Taxa de corrosão0,05 mm/ano0,001 mm/anoDiminuição 98%
Vida útil5-8 anos25-30 anosAumento de 300%
Custo total de 30 anos120 milhões de RMB650.000 RMBPoupe 46%

Como escolher tubos de titânio para sistemas de resfriamento de água do mar? (Por cenário)

  • Sistemas de circulação de baixa pressão: O tubo de titânio soldado Gr2 (ASTM B862) oferece baixo custo com resistência à corrosão adequada.
  • Condensadores de usinas nucleares: Tubo de titânio sem costura Gr5 (ASTM B338) com classificação de pressão ≥20 MPa.
  • Sulfur-Containing Environments: Gr7 Titanium Tube (containing 0.2% Pd) is resistant to H₂S concentrations >100 ppm.

Caso de aplicação específico de sistemas de resfriamento de água do mar

Usina de dessalinização de água do mar saudita Jubail: Utiliza tubo de titânio Gr2 (ASTM B338) operando a 110 ° C, com vida útil de 30 anos, e atinge custos de manutenção 60% menores do que os das ligas de cobre.

Equipamento de dessalinização de água do mar

O titânio é amplamente utilizado em equipamentos de dessalinização de água do mar devido à sua excelente resistência a altas temperaturas e corrosão. Suas aplicações incluem componentes estruturais, invólucro do trocador de calor, defletores, módulos de membrana, feixes de tubos de trocador de calor flash de vários estágios (MSF) e feixes de tubos de evaporador de destilação multiefeito (MED) de baixa temperatura.

As tecnologias de soldagem eletrolítica anti-incrustante e a laser aumentam ainda mais a eficiência e a durabilidade da troca de calor do equipamento. Embora o custo inicial seja relativamente alto, uma vida útil superior a 25 anos reduz significativamente a frequência de manutenção, alcançando uma vantagem de custo de ciclo de vida completo.

Equipamento de dessalinização de água do mar

Produtos de titânio da Chalco

  • Placas de titânio
    Placas de titânio

    Gr1, Gr2, Gr12

    Componentes estruturais, invólucros de trocadores de calor, defletores, módulos de membrana.

    ASTM B265
  • Tubos de titânio sem costura
    Tubos de titânio sem costura

    Gr2, Gr7

    Espessura da parede: 0,5-3 mm, usado em feixes de tubos de trocadores de calor do evaporador MSF.

    ASTM B338 ASTM B861
  • Tubos de titânio soldados
    Tubos de titânio soldados

    Gr1, Gr16

    Aplicações: Feixes de tubos evaporadores MED.

    ASTM B338 ASTM B861
  • Folhas de tubo de titânio
    Folhas de tubo de titânio

    Gr5

    Aplicação: Estruturas de fixação do tubo do trocador de calor, espessura 50-100mm, garantindo forte suporte do feixe de tubos.

    ASTM B367 ASTM B265
  • Encaixes de tubulação de titânio
    Encaixes de tubulação de titânio

    Gr1, Gr2, Gr12

    Conexões de tubos de titânio para tubulações de água do mar de alta temperatura (Sch40-Sch160).

    ASTM B363 ASTM B462 ASTM B381

Como escolher tubos de titânio para equipamentos de dessalinização de água do mar (por aplicação)

  • Destilação Multi-Efeito (MED): Use o tubo soldado de titânio Gr16 (ASTM B862), que resiste a concentrações de íons cloreto de até 40.000 ppm.
  • Flash de vários estágios (MSF): Use o tubo de titânio sem costura Gr2 (ASTM B338) com espessura de parede de 1.2 mm e resistência à pressão de ≥2.5 MPa.
  • Sulfur-Containing Environment: Use Gr7 Titanium Tube (containing 0.2% Palladium), capable of withstanding H₂S concentrations >100ppm.

Casos de aplicação

Usina de dessalinização de água do mar Saudi Jubail: Utiliza tubos de titânio Gr2 (ASTM B338) com diâmetro de tubo de 25 mm × espessura de parede de 1,2 mm, operando a 110 ° C e uma vida útil projetada de 30 anos.

Projeto de dessalinização de água do mar de Tianjin, China: Emprega tubos soldados de titânio Gr16 domésticos (GB / T 26057), com capacidade diária de 100.000 toneladas e resistência a íons cloreto de até 40.000 ppm.

Desenvolvimento de petróleo e gás em alto mar

O desenvolvimento de petróleo e gás em alto mar em plataformas offshore, dutos submarinos e sistemas de produção subaquática requer materiais de equipamento para suportar condições extremas, como alta pressão, baixas temperaturas, alta salinidade e fortes correntes oceânicas. Portanto, os materiais devem possuir excelente resistência à corrosão, resistência à fadiga e alta resistência.

O titânio é amplamente utilizado porque previne efetivamente a corrosão em fendas e a corrosão galvânica induzida por pressões acima de 30MPa, oferecendo uma vantagem leve com o dobro da resistência específica do aço. Além disso, apresenta excelente desempenho contra rachaduras por corrosão sob tensão de sulfeto, aumentando significativamente a confiabilidade e a segurança a longo prazo dos equipamentos de alto mar.

Desenvolvimento de petróleo e gás em alto mar

Produtos de titânio fornecidos pela Chalco

  • Conexões de transição de titânio-aço
    Conexões de transição de titânio-aço Gr29

    Comumente usado em ferramentas de perfuração em alto mar para exploração de petróleo e gás.

    ASTM B898 ASTM B861
  • Tubo composto explosivo de titânio-aço
    Tubo composto explosivo de titânio-aço Gr5+ X65 Steel

    Oferece 1,5 vezes a resistência à pressão dos tubos convencionais.

  • Tubos de titânio sem costura
    Tubos de titânio sem costura Gr5, Gr9, Gr12

    O design sem costura reduz os riscos de manutenção e vazamento.

    ASTM B338 ASTM B861
  • Placas de titânio
    Placas de titânio Gr5, Gr12

    Usado em vasos de pressão, como separadores, tanques de armazenamento e reatores.

    ASTM B265
  • Fixadores de titânio
    Fixadores de titânio Gr5

    Inclui parafusos, porcas e juntas para conexões de alta pressão e alta carga.

    ASTM F467 ASTM F468
  • Válvulas de liga de titânio
    Válvulas de liga de titânio Gr12

    Usado em sistemas de transporte, injeção e controle de petróleo e gás.

    ASTM B367 ASTM B348

Comparação de titânio vs. aço

da Gr5
Indicador de desempenho Melhoria da vantagem liga de titânio Aço X65
Força Específica (Força/Densidade) 1822Aumento de 22%
Taxa de corrosão de cloreto (Cl) 0,5 mm/ano0,001 mm/anoDiminuição 99,8%
Profundidade máxima de operação 1500 metros3000 metrosExpandir 100%

Seleção de materiais baseada em cenários para desenvolvimento de petróleo e gás em águas profundas

  • Juntas de tubos de perfuração: Use liga de titânio Gr29 (com 0,1% de rutênio) para aumentar a resistência à corrosão em fendas em 50%.
  • Risers compostos: Empregue tubos compostos explosivos de titânio-aço (ASTM B898) com uma resistência ao cisalhamento interfacial de ≥210MPa.
  • Sistemas de válvulas: Utilize a liga de titânio Gr12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni), que passou no teste de sulfeto de hidrogênio NACE TM0177.

Caso de aplicação

Em um projeto de poço de petróleo em alto mar no Golfo do México, o uso de risers compostos explosivos de titânio-aço estendeu a vida útil para 25 anos (em comparação com 8 anos para risers de aço convencionais).

Importância dos materiais de construção naval

Os navios constantemente expostos à água do mar requerem materiais resistentes à corrosão, fortes e leves. O titânio, com o dobro da resistência específica do aço e resistência superior à fadiga, prolonga a vida útil dos componentes, reduz os custos de manutenção e reduz o peso do navio, aumentando a velocidade e a carga útil. Sua resistência autolubrificante e de alto torque garante uma propulsão estável, enquanto sua resistência à corrosão evita reações galvânicas, aumentando a confiabilidade a longo prazo.

Material de construção naval

Produtos de titânio disponíveis na Chalco

Padrão: ASTM B265, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861

  • Placas de titânio

    Placas de titânioGr5, Gr7

    Usado em placas exteriores da casca, plataformas, anteparas, superestruturas, plataformas do helicóptero

  • Tubos de titânio

    Tubos de titânioGr2, Gr4, Gr9

    Aplicado em sistemas de tubulação de água do mar (resfriamento, lastro, combate a incêndios), sistemas hidráulicos, tubos de escape

  • Perfis de titânio

    Perfis de titânioGr5, Gr9

    Usado em vigas estruturais de casco, nervuras, longarinas para redução de peso.

  • Fundições de titânio

    Fundições de titânioGr5, Gr7, Gr9

    Aplicado em hélices, corpos de bombas, corpos de válvulas, pás de leme

  • Fixadores de titânio

    Fixadores de titânioGr5, Gr5 + Copper Coating

    Usado para conexões de estrutura de casco, montagem de equipamentos e conexões de tubulação

Titânio vs. aço inoxidável 316

Propriedade316 Aço InoxidávelLiga de titânio Gr5Vantagem
Densidade (g/cm3)84.5Redução de 44%
Vida útil do teste de névoa salina3 anos30 AnosVida útil 900% mais longa
Frequência de manutençãoAnualmenteNenhum Necessário100% de redução de custos

Seleção de materiais específicos da aplicação na construção naval

  • Estrutura do casco: Placas de titânio Gr5 (GB / T 3621), espessura de 10-50 mm
  • Sistema de propulsão: Forjados de titânio Gr9 (ASTM B381), resistência à torção ≥ 620MPa
  • Conexões de tubulação: Parafusos compostos de titânio-cobre (ASTM F467) para resistência à corrosão galvânica

Submarinos nucleares

Os submarinos nucleares são movidos por reatores nucleares e possuem resistência subaquática estendida, alta furtividade e capacidades de ataque formidáveis. Operando em ambientes marinhos extremos, eles enfrentam desafios como alta pressão em águas profundas, corrosão da água do mar, radiação nuclear e alta temperatura e umidade. Seu design e seleção de materiais exigem resistência, resistência à corrosão e resistência à fadiga excepcionais, garantindo uma operação estável a longo prazo sob rigorosos requisitos de segurança, longevidade e confiabilidade.

Submarinos nucleares

O titânio é um material central em submarinos nucleares, usado principalmente em cascos de pressão, sistemas de propulsão, sistemas de tubulação e dispositivos acústicos. Suas vantagens incluem:

  • Leve: O titânio tem uma densidade de apenas 57% da do aço, reduzindo substancialmente o peso do submarino e aumentando a velocidade e a capacidade de manobra (por exemplo, o submarino nuclear da classe Alpha da Rússia atinge até 42 nós debaixo d'água).
  • Capacidade de mergulho profundo: Os cascos de pressão de liga de titânio podem suportar pressões em alto mar superiores a 900 metros (o submarino nuclear classe M da Rússia tem uma profundidade de mergulho de até 1250 metros).
  • Não magnético: Elimina a detecção por sensores magnéticos, aumentando a discrição.
  • Resistência à corrosão: Resistente à água do mar, íons cloreto e corrosão microbiana, com uma vida útil superior a 30 anos - cinco vezes mais do que a tubulação de liga de cobre.
  • Resistência à radiação: A resistência do titânio à radiação o torna a escolha ideal em submarinos nucleares onde o reator produz radiação ionizante.

Produtos de titânio disponíveis na Chalco

  • Placas de titânio
    Placas de titânio Gr5, Gr23

    Usado em materiais de estrutura de pressão, cascos submarinos e vasos de pressão.

    ASTM B265 ASTM B348
  • Tubos de titânio
    Tubos de titânio Gr2, Gr4, Gr5, Gr23

    Utilizado em tubulações de sistemas de propulsão nuclear, sistemas de água do mar, sistemas hidráulicos...

    ASTM B338 ASTM B861
  • Encaixes de tubulação de titânio
    Encaixes de tubulação de titânio Gr2, Gr5, Gr12

    Utilizado para fixar e ligar componentes internos e estruturas externas.

    ASTM B363 ASTM B462 ASTM B381
  • Barras de titânio
    Barras de titânio Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo

    O titânio resiste à cavitação e à erosão, durando mais de cinco vezes mais do que o cobre.

    ASTM B348 ASTM B381
  • Fixadores de titânio
    Fixadores de titânio Gr5

    Conecte e prenda vários componentes submarinos, garantindo resistência estrutural.

    ASTM F467 ASTM F468

Submarinos nucleares: como as ligas de titânio atingem uma profundidade de mergulho de 900 metros e furtividade de ciclo de vida completo?

Aprimoramento do casco de pressão: Ao empregar um design de elemento de interstício ultrabaixo (ELI), os cascos de pressão de titânio estendem a profundidade de mergulho de 500 metros (típico para cascos de aço) para 900 metros, evitando a detecção do sensor magnético.

Liga Gr23 do Fundo-mar (Ti-6Al-4V ELI)

  • O teor de oxigênio ≤ 0,13%, com tenacidade à fratura (KIC) ≥ 120 MPa√m;
  • Limite de escoamento ≥ 825 MPa, passando em testes hidrostáticos a 110 MPa;
  • Não magnético (permeabilidade magnética ≤ 1,00005), aumentando a furtividade em 70%.

Casos de aplicação

Submarino nuclear da classe alfa da Rússia: Utiliza ligas de titânio Gr23 e Gr9, atingindo uma profundidade de mergulho de 914 metros, uma velocidade de 42 nós e uma vida útil de 40 anos, com cada submarino usando 3000 toneladas de liga de titânio.

Submarino nuclear da classe Typhoon da Rússia: Emprega um casco de pressão Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo e hélices Ti-6Al-4V, com profundidade de mergulho de 500 metros (máximo de 1830 metros), deslocamento de 33.800 toneladas e 9000 toneladas de liga de titânio por embarcação.

Submersível tripulado Jiaolong da China: Usa um casco de pressão TC4ELI Titanium Alloy, capaz de mergulhar a 7062 metros, com espessura de casco de 80 mm e resistência à compressão de 1100 MPa.

Equipamento de Pesquisa e Exploração Científica Marinha

O equipamento de pesquisa e exploração científica marinha é amplamente utilizado no monitoramento do ambiente oceânico, levantamentos hidrológicos, pesquisa biológica, exploração geológica e outros campos. Abrange dispositivos como sensores subaquáticos, hidrofones, amostradores, aterrissadores em alto mar e bóias à deriva.

Equipamento de Pesquisa e Exploração Científica Marinha

Os equipamentos de exploração geralmente operam em ambientes extremos e em alto mar, enfrentando desafios severos, como corrosão intensa da água do mar, alta pressão e baixas temperaturas. Em missões subaquáticas de longo prazo, esses dispositivos devem não apenas combater a corrosão e a incrustação, mas também manter a precisão dos dados e a transmissão confiável para garantir resultados de pesquisa estáveis e confiáveis.

As ligas de titânio, graças à sua alta resistência, resistência à corrosão e propriedades não magnéticas, desempenham um papel crítico em componentes-chave, como:

  • Cascos de pressão submersíveis em alto mar: Capazes de suportar pressões de água a 6000 metros de profundidade (aproximadamente 60 MPa), reduzindo o peso em mais de 40% em comparação com o aço tradicional.
  • Invólucros de sensores e equipamentos eletrônicos: O baixo magnetismo e a compatibilidade acústica do titânio melhoram a precisão da coleta de dados (por exemplo, reduzindo a interferência do sinal do sonar em 30%).
  • Estruturas de robôs subaquáticos (ROV / AUV): Os designs leves aumentam a resistência e se adaptam a operações complexas no fundo do mar.

Produtos de titânio disponíveis na Chalco

  • Carcaças de pressão de titânio
    Carcaças de pressão de titânio

    Gr5, Gr7

    Usado para invólucros de sensores e detectores, protegendo hidrofones e detectores da corrosão da água do mar.

    ASTM B265 ASTM B348
  • Armações de titânio
    Armações de titânio

    Gr5, Gr9

    Suporta e protege componentes como sensores, instrumentos e samplers.

    ASTM B348
  • Braços robóticos compostos de titânio
    Braços robóticos compostos de titânio

    Gr9, Gr5+Steel Mechanical Arms

    Componentes primários para braços robóticos de amostragem em alto mar.

    ASTM B265 ASTM B348
  • Fixadores de titânio
    Fixadores de titânio

    Gr5, Gr23

    Parafusos, porcas, juntas, etc., usados para fixar e conectar equipamentos de pesquisa.

    ASTM F467 ASTM F468

Titânio vs. liga de alumínio

PropriedadeLiga de alumínioGr5 Vantagem de liga de titânio
Resistência à pressão3000 metros11000 metrosAumento de 267%
Taxa de bioincrustação0.30.05Diminuição de 83%
Signal InterferenceHighNoneData Accuracy +80%

Seleção de materiais baseada em cenários para equipamentos de pesquisa e exploração científica marinha

  • Caixas de pressão: Use liga de titânio Gr23 (com KIC ≥ 120 MPa√m) para apoiar a exploração em profundidade total do oceano.
  • Braços robóticos: Use peças forjadas de titânio Gr9 (com resistência à fadiga Δσ = 300 MPa) para uma capacidade de carga de 200 kg.
  • Invólucros do sensor: Empregue fundição de precisão de titânio Gr2 (com tolerância de ±0,1 mm) para precisão ideal.

Casos de aplicação

Submersível tripulado "Shinkai 6500" do Japão: Utiliza um casco de pressão de liga de titânio Gr23 (80 mm de espessura, profundidade de mergulho de 6500 metros) com um limite de escoamento de ≥825 MPa e uma vida útil de 40 anos, alcançando até 35% de redução de peso em comparação com o aço.

Explorador de alto mar "Orpheus" dos EUA: Emprega um braço robótico de liga de titânio Gr5 com capacidade de carga de 200 kg e resistência à pressão de 100 MPa; sua resistência à fadiga é Δσ = 300 MPa (testado em 10⁷ ciclos), tornando-o adequado para a exploração da Fossa das Marianas.

Energia eólica offshore

A energia eólica offshore aproveita a energia eólica implantando turbinas eólicas no mar. Essas turbinas eólicas podem ser de fundo fixo ou flutuantes, desempenhando um papel crucial no desenvolvimento de energia offshore.

Energia eólica offshore

Devido ao ambiente marinho hostil, as plataformas eólicas offshore devem suportar exposição prolongada a ventos fortes, ondas, corrosão da água do mar e névoa salina, exigindo alta resistência à corrosão, resistência, propriedades leves e resistência à fadiga. Os materiais de titânio, conhecidos por sua leveza, alta resistência e resistência superior à corrosão, oferecem vantagens importantes nos seguintes componentes críticos:

  • Âncoras e Bases: Plataformas flutuantes suportam correntes oceânicas e cargas dinâmicas. As ligas de titânio reduzem o peso em mais de 30% e prolongam a vida útil em até 30 anos.
  • Torres e Estruturas de Suporte: Os compósitos de titânio (titânio-aço / titânio-fibra de carbono) aumentam a resistência à fadiga, adaptando-se a ambientes de alta pressão em alto mar.
  • Sistemas de resfriamento e conectores: Tubos de titânio são usados em circuitos de resfriamento de geradores, resistindo à corrosão da água do mar em alta temperatura; Os parafusos de titânio garantem uma fixação resistente à névoa salina.

Produtos de titânio da Chalco para energia eólica offshore

  • Placas de titânio
    Placas de titânio

    Liga: Gr5, Gr7

    Usado em pás de turbinas eólicas de titânio, torres de titânio e outros componentes de energia eólica.

  • Titânio-Aço Explosivo Clad Pipess
    Titânio-Aço Explosivo Clad Pipess

    Liga: Gr5 (Outer) + X65 Steel (Inner)

    Utilizado em estruturas de suporte interno (tubulações) e estruturas de transição de plataformas flutuantes.

  • Tubos de titânio
    Tubos de titânio

    Liga: Gr2

    Aplicado em circuitos de resfriamento de água do mar do gerador, resistindo à corrosão da água do mar de alta temperatura de 80 °C.

  • Fixadores de titânio
    Fixadores de titânio

    Liga: Gr5

    Usado para conectar componentes de turbinas eólicas, incluindo pás a cubos, naceles a torres e seções de torres.

Eletrônica e Acústica Marítima

A eletrônica e acústica marítima são amplamente utilizadas na comunicação subaquática, detecção de alvos e monitoramento ambiental, abrangendo dispositivos como sistemas de sonar, equipamentos de navegação, hidrofones e câmeras subaquáticas. Esses dispositivos devem operar de forma confiável em condições adversas do oceano, enfrentando desafios como corrosão da água do mar, alta pressão, baixas temperaturas e fortes vibrações.

Eletrônica e Acústica Marítima

Em ambientes de alto mar, garantir uma transmissão de sinal precisa e estável é fundamental, ao mesmo tempo em que evita corrosão, incrustação e bioincrustação, o que garante confiabilidade e alto desempenho a longo prazo. As principais vantagens incluem:

  • Propriedades não magnéticas: elimina a interferência eletromagnética, melhorando a precisão do sinal acústico (por exemplo, erro de posicionamento do sonar reduzido em 15%).
  • Resistência superior à corrosão: Resiste à água do mar, íons cloreto e corrosão microbiana, estendendo a vida útil do equipamento para mais de 20 anos (em comparação com as ligas de alumínio de 5 a 8 anos).
  • Baixa impedância acústica (27×10⁶ kg/m²s): Aumenta a eficiência da transmissão de ondas sonoras e reduz a atenuação do sinal.

Chalco's Titanium Products for Eletrônica e Acústica Marítima

  • Placas de titânio
    Placas de titânio

    Liga: Gr2, Gr9

    Usado em sensores subaquáticos, dispositivos de comunicação e caixas de sistema de sonar para evitar corrosão da água do mar e danos por pressão.

    ASTM B265 ASTM B348
  • Forjados de titânio
    Forjados de titânio

    Alloy:Gr5 (Outer) + X65 Steel (Inner)

    Usado em carenagens de sonar, capaz de suportar pressão de 50MPa, adequado para sonar de abertura sintética em alto mar (SAS).

    ASTM B341
  • Tubos de titânio
    Tubos de titânio

    Liga: Gr2

    Usado em tubulações de equipamentos de comunicação subaquática, garantindo a estabilidade da transmissão do sinal.

    ASTM B338 ASTM B861
  • Fixadores de titânio
    Fixadores de titânio

    Liga: Gr5

    Usado para proteger componentes de equipamentos eletrônicos e acústicos, garantindo a integridade da vedação e a resistência estrutural.

    ASTM F467 ASTM F468

Estudo de caso de aplicação

O submersível tripulado em alto mar "Jiaolong" da China utiliza uma carenagem de sonar de titânio Gr5, capaz de suportar pressão de 100MPa, otimizando a impedância acústica em 30% e suportando a exploração em alto mar de 7.000 metros.

Produtos em destaque da Chalco Titanium no campo marítimo

Folha de tubo de titânio

A folha de tubo de titânio, uma placa perfurada em trocadores de calor, protege os tubos e separa a mídia. Laminado com precisão e perfurado em CNC, ele resiste a ambientes marinhos de alta temperatura e alta pressão, servindo como um componente de suporte de carga central em trocadores de calor e condensadores.

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Folha de tubo de titânio

Graus: Gr2, Gr7, Gr12, Gr16

Padrão: ASTM B265

Aplicativos:

  • Dessalinização da água do mar: sistemas Multi-Stage Flash (MSF) e Multi-Effect Distillation (MED)
  • Conversão de Energia Térmica Oceânica (OTEC): Estruturas de suporte de pressão do trocador de calor de placas

Placa revestida de aço titânio

A placa revestida de aço de titânio produzida pela Chalco Titanium usa soldagem explosiva para unir uma camada de titânio (para resistência à corrosão) com uma camada de aço (para alta resistência), abordando os desafios de corrosão e suporte de carga na engenharia naval.

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Placa revestida de aço titânio

Material: Gr2 Titanium Layer + Q355 Steel Layer

Padrão: ASTM B898

Aplicativos:

  • Zona de respingo do casco do navio: Resiste ao impacto das ondas e à corrosão por névoa salina
  • Estruturas de transição de plataforma marítima: Conecta tubulação de titânio com plataformas de aço para evitar corrosão galvânica

Junta de transição de titânio-aço

Desenvolvida exclusivamente pela Chalco Titanium, a Junta de Transição Titânio-Aço emprega tecnologia de soldagem de metal diferente para resolver problemas de corrosão galvânica, adequada para equipamentos de alto mar e sistemas de energia marítima.

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Junta de transição de titânio-aço

Uma junta de transição titânio-aço é usada para conectar titânio e aço em um único conjunto, normalmente obtido por meio de soldagem explosiva ou métodos semelhantes. Um lado é titânio, o outro aço, com uma densa camada de ligação metalúrgica no meio para uma transição perfeita.

Material: Gr5 + Q355 Steel

Padrão: ASTM B898

Aplicativos:

  • Offshore Oil & Gas Platforms: Flange connections between titanium tubing and carbon steel risers
  • Sistemas de propulsão de navios: segmentos de transição de eixos de titânio para cascos de aço

Tubo revestido de explosivo de aço titânio

Com uma camada interna de titânio (para resistência à corrosão) e uma camada externa de aço (para resistência à pressão), o tubo revestido de explosivo de titânio-aço equilibra desempenho e custo, superando as barreiras de tubulação de alta pressão do fundo do mar.

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Tubo revestido de explosivo de aço titânio

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

Padrão: ASTM B898

Aplicativos:

  • Dessalinização da água do mar: tubulações de descarga de salmoura de alta pressão
  • Deep-Sea Oil & Gas Transportation: 3000-meter subsea pipelines
  • Sistemas de resfriamento de água do mar: Tubulação composta de condensador de submarino nuclear

Forjados de titânio

Usando processos de forjamento de precisão (forjamento em matriz aberta ou em matriz), a Chalco Titanium produz componentes de liga de titânio de alta resistência adequados para cenários de alta pressão e alta tensão em alto mar profundo.

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Forjados de titânio

Graus: Gr5, Gr23

Padrão: ASTM B381

Aplicativos:

  • Eixo de propulsão do navio: Forjamento de liga de titânio Gr5 com resistência à torção ≥ 620 MPa
  • Corpos de válvulas em alto mar: Liga de titânio Gr23 forjada sob pressão, classificada em 50 MPa

Casco de pressão de titânio

Um casco de pressão de titânio é uma estrutura selada feita de liga de titânio de alta resistência para suportar pressões externas significativas, como compartimentos tripulados em submersíveis em alto mar, cascos de submarinos e vasos de pressão subaquáticos.

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Casco de pressão de titânio

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.

Graus: Gr5, Gr23

Certificação: ABS (American Bureau of Shipping)

Aplicativos:

  • Submarinos militares: seções de casco de pressão submarina movidas a energia nuclear
  • Submersíveis de Pesquisa Científica: compartimentos tripulados de 7000 metros (por exemplo, "Jiaolong")

*O submersível tripulado "Jiaolong" usa liga de titânio TC4ELI com espessura de casco de 80 mm, testado a pressão hidrostática de 110 MPa para um mergulho de 7062 metros, reduzindo o peso em 40% em comparação com o aço.

Fixadores compostos de titânio-cobre

Fixadores compostos de titânio-cobre 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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Fixadores compostos de titânio-cobre

Material: Gr5 Titanium + T2 Copper Coating

Padrão: ASTM F467

Aplicativos:

  • Sistemas de sonar: Parafusos de aterramento de sonar de matriz rebocada
  • Plataformas flutuantes: Conectores de proteção contra raios de suporte do sensor
  • Plataformas de petróleo: Sistemas de aterramento anticorrosivos

Hélice de liga de titânio

Uma hélice de liga de titânio é uma hélice marítima feita de liga de titânio de alta resistência e resistente à corrosão. Em comparação com as hélices tradicionais de bronze ou aço inoxidável, as hélices de titânio apresentam maior resistência, peso mais leve e resistência superior à corrosão e cavitação.

Hélice de liga de titânio

Ânodo de titânio

Um ânodo de titânio geralmente se refere a um ânodo à base de titânio revestido com uma camada ativa catalítica para proteção catódica ou geração eletrolítica de oxigênio/cloro em ambientes marinhos. A base usa placas, tubos ou malhas de titânio puro. Mesmo sob polarização anódica, o titânio forma um filme de óxido estável, proporcionando excelente resistência à corrosão.

Ânodo de titânio
  • Ânodo de proteção catódica: ânodo de óxido metálico misto à base de titânio (MMO) para navio e plataforma anticorrosivo
  • Sistema anti-incrustante eletrolítico: o ânodo de titânio gera hipoclorito de sódio a partir da água do mar para inibir a bioincrustação

Tubo de trocador de calor de titânio

Utilizado em equipamentos como condensadores e evaporadores de água do mar, geralmente feitos de titânio puro com excelente resistência à corrosão e incrustação da água do mar.

Notas: Gr1, Gr2, Gr12

Padrão: ASTM B338

Tubo de trocador de calor de liga de titânio

Carenagem de sonar de titânio

Uma carenagem de sonar de liga de titânio fundido com precisão reduz o ruído de turbulência e melhora a relação sinal-ruído dos sistemas de sonar.

Grau: Gr5

Aplicativos: Submarinos militares, navios de pesquisa marinha

Carenagem de sonar de liga de titânio

Rede anti-incrustante de fio de titânio

(φ0,5 mm) A malha tecida inibe a craca e outros organismos marinhos, substituindo as tintas anti-incrustantes à base de cobre.

Aplicativos: Gaiolas de rede para aquicultura, filtros de entrada de navios

Rede anti-incrustante de fio de titânio

Por que escolher a Chalco Titanium como seu fornecedor?

Capacidade de produção robusta, garantindo fornecimento de alta qualidade

  • Cadeia de suprimentos completa: Da fusão à formação, todo o processo é autocontrolado para garantir a pureza e estabilidade do material.
  • Titânio de alta pureza: É usada tecnologia de fusão avançada, atingindo um teor de oxigênio ≤0,15%, que atende aos requisitos de resistência à pressão em alto mar.
  • Fabricação em larga escala: Com um peso máximo de lingote de titânio de 15 toneladas, ele pode atender às demandas de grandes componentes estruturais em navios e plataformas offshore. Fornecemos placas de titânio com larguras superiores a 3 metros (espessura 5-100 mm) e tubos de titânio extrudados de grande diâmetro (diâmetro externo ≤600 mm) adequados para resfriamento de água do mar e tubulações de transporte de petróleo / gás.

Processamento de precisão para atender a requisitos complexos

  • Tratamento de superfície: Oferecemos lavagem ácida, jateamento de areia e oxidação por microarco, entre outros processos de fortalecimento de superfície para reduzir a erosão da água do mar e a bioincrustação. Além disso, revestimentos anti-incrustantes ou revestimentos mistos de óxido metálico (MMO) podem ser aplicados conforme necessário.
  • Corte de alta precisão: Utilizando jato de água, laser e outras tecnologias de corte de precisão, processamos com precisão componentes complexos.
  • Tecnologia de soldagem: A soldagem por feixe de elétrons, soldagem TIG e outros métodos garantem juntas de solda duráveis e de alta resistência.
  • Processos de conformação: Técnicas como conformação e fiação superplástica são empregadas para fabricar componentes estruturais de alta precisão.

Conformidade com as Normas Internacionais, Adaptando-se ao Mercado Global

  • Padrões internacionais: Nossos produtos estão em conformidade com ASTM, GB, ABS, NACE e outros padrões, atendendo aos rigorosos requisitos da engenharia naval.
  • Certificação da Sociedade de Classificação: Os produtos são certificados por várias sociedades de classificação autorizadas para garantir a conformidade do projeto e reduzir os custos de certificação do cliente.
  • Métodos de teste: Controlamos rigorosamente a qualidade do material e dos componentes, combinando testes não destrutivos, como UT (teste ultrassônico), RT (teste radiográfico), PT (teste de penetrante), juntamente com testes de simulação de névoa salina e pressão para garantir confiabilidade a longo prazo em ambientes de alto mar ou alta salinidade.

Cadeia de suprimentos estável e entrega eficiente

  • Fornecimento de titânio de gama completa: Oferecemos uma gama completa de lingotes de titânio e placas de titânio a tubos de titânio, e oferecemos suporte a especificações personalizadas para reduzir a complexidade da cadeia de suprimentos.
  • Entrega eficiente: O gerenciamento de produção simplificado reduz significativamente os ciclos de entrega para atender aos prazos urgentes do projeto.
  • Suporte técnico profissional: Fornecemos experiência em seleção de materiais e otimização de processos para ajudar a impulsionar os projetos com eficiência.

Suporte ao cliente e garantia pós-venda

  • Consultoria técnica e soluções de design: Consultoria profissional sobre seleção de materiais, projeto estrutural e processos de soldagem são fornecidos para várias aplicações marítimas para garantir a eficiência do projeto.
  • Assistência remota: O suporte técnico remoto pode ser providenciado para instalação, soldagem ou inspeção, ajudando os clientes a reduzir os custos de tentativa e erro.
  • Resposta rápida e peças de reposição: Nossos canais de atendimento ao cliente respondem rapidamente a qualquer problema de qualidade ou processo do produto. Temos em estoque materiais e acessórios comuns de titânio para apoiar a manutenção ou atualizações contínuas.

Perguntas Freqüentes

Por que o custo inicial do titânio é maior do que o do aço inoxidável? Isso realmente economizará dinheiro a longo prazo?

Embora o preço unitário do titânio seja aproximadamente 3 a 5 vezes maior do que o do aço inoxidável, sua vida útil de 30 anos sem manutenção pode economizar cerca de 45% nos custos gerais. Por exemplo, a substituição da liga de cobre-níquel por tubos de titânio em uma plataforma offshore economizou mais de US$ 2 milhões em custos de manutenção ao longo de 30 anos. Apesar do maior investimento inicial, considerando todo o ciclo de vida, o titânio geralmente se mostra mais econômico.

Como escolher o grau de liga de titânio apropriado?

A seleção é baseada em fatores como ambiente operacional, temperatura, pressão e meio corrosivo:

  • Para proteção contra corrosão em águas rasas, o Gr2 (Titânio Puro Industrial) é suficiente.
  • Para aplicações de alta pressão em alto mar profundo, o Gr23 (Ti-6Al-4V ELI), com excelente tenacidade, é ideal para profundidades superiores a 6000 metros.
  • Para ambientes contendo enxofre, o Gr7 (Ti-0.2Pd) resiste efetivamente à corrosão por sulfeto de hidrogênio.
  • Para requisitos específicos de carga, temperatura ou fadiga, consulte nossa equipe técnica para obter recomendações precisas.

Como evitar a corrosão galvânica ao conectar titânio com aço carbono ou aço inoxidável?

Recomenda-se o uso de juntas isolantes (como PTFE) ou o emprego de juntas de transição revestidas de explosivo de titânio-aço para controlar a área de contato dentro de uma região relativamente estável. Além disso, limitar a densidade de corrente a ≤0,1 mA/cm² (referenciando as diretrizes AMPP) pode efetivamente retardar a ocorrência de corrosão galvânica.

O titânio corroerá sob condições de alta pressão em alto mar?

Os testes mostram que em ambientes com íons cloreto de 100.000 ppm e pressão de 30 MPa, a taxa de corrosão do titânio está abaixo de 0,001 mm/ano (consulte ASTM G1). Para corrosão ainda mais severa em fendas em águas profundas, graus como Gr29 (com rutênio) podem ser selecionados para aumentar ainda mais a resistência à corrosão.

Que tipo de teste e controle de qualidade é necessário para o titânio em aplicações em alto mar?

Para aplicações em alto mar, testes não destrutivos mais rigorosos (UT, RT, PT), testes de névoa salina e testes de simulação de alta pressão são realizados para garantir a segurança e estabilidade do material sob condições extremas.

A soldagem de titânio é complexa? Quais padrões devem ser seguidos?

A soldagem de titânio requer controles ambientais e operacionais mais rígidos em comparação com o aço carbono ou aço inoxidável. Recomenda-se o uso de soldagem a laser (que pode reduzir a zona afetada pelo calor em 50%) ou soldagem a arco de argônio (padrão AWS D10.6M), garantindo que a resistência da solda seja de ≥90% do material de base (GB/T 3620). Para componentes espessos ou críticos, a proteção de suporte de gás inerte é necessária para melhorar ainda mais a qualidade da soldagem.

Como garantir a segurança de equipamentos operando a longo prazo em ambientes marinhos de alta salinidade e impacto pesado?

Além de selecionar graus de liga mais resistentes à corrosão, tratamentos de superfície adicionais (como oxidação por microarco ou revestimentos anti-incrustantes) são recomendados. Testes não destrutivos (UT, RT) e testes de simulação de alta pressão devem ser realizados conforme necessário. Inspeções regulares e avaliações anticorrosivas em um ciclo anual ou predeterminado podem efetivamente prolongar a vida útil do material.