선박용 대구경 티타늄 합금 파이프의 응용 및 개발

선박용 대구경 티타늄 합금 파이프의 응용 및 개발

현장의 대규모 장비에 사용되는 다양한 유형의 고강도 및 내 부식성 금속 파이프에 대한 수요가 크게 증가하고 있습니다. 금속 파이프는 복잡하고 혹독한 해양 환경 (강한 부식, 태풍, 강한 대류, 고온, 고압, 생물학적 접착)에서 사용해야하기 때문에 내 부식성에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 티타늄 및 티타늄 합금은 높은 인성, 비자 성, 저밀도 및 우수한 내식성과 같은 독특한 장점이 위에서 언급 한 분야에서 대규모 장비에 가장 이상적인 재료가되었습니다. 많은 경험을 통해 저 합금 강관 시스템의 서비스 수명이 1-2 년이고 Cu / Ni 배관 시스템의 서비스 수명이 설계 수명 요구 사항보다 훨씬 낮은 6-8 년임을 확인했습니다. 해수 파이프 라인의. 티타늄은 고강도, 고 인성, 높은 비강도, 경량, 비자 성, 해수 내식성 및 해양 대기 부식의 특성을 가지고 있습니다. 티타늄 및 티타늄 합금 파이프 라인의 부식 수명은 120,000 시간 이상이고 수명은 60 년 이상입니다. 작업 조건에서 티타늄 합금 재료의 전체 수명은 다른 금속 재료와 비교할 수 없으며 장비 수명이 끝난 후 100 % 무해하게 재활용 할 수 있습니다. 따라서 해양 장비에 가장 적합한 소재입니다.

해양 장비의 특성

① 해양 장비는 톤수, 투자비가 높고 피해 손실이 큰 대형 금속 건물이다.

②이 시스템은 복잡한 구조, 완전한 기능, 복잡하고 거친 작업 조건, 높은 신뢰성 요구 사항 및 어려운 건설 기술을 가지고 있습니다.

③ 물자 수명 연장은 해양 장비 및 구조물의 무결성, 신뢰성 및 안전을 보장하고 자원 보호 및 지속 가능한 개발을 촉진하는 데 매우 중요합니다.

④ 선박용 장비의 성능 향상은 주로 내식성, 경량화, 고강도 고 인성 소재의 적용, 신뢰성, 제품 경제성 향상을 전과정에 걸쳐 수행한다.

장점티타늄 합금 파이프

티타늄 합금은 고 융점, 저밀도, 고강도, 내식성, 초전도성, 형상 기억 및 수소 저장과 같은 일련의 중요한 특성을 가지고 있습니다. 항공, 항공 우주, 선박, 원자력, 의료, 화학, 야금, 전자, 스포츠 분야에서 널리 사용됩니다. 레저 및 건설 분야는" third metal" ;,"로 알려져 있습니다. ; 공기 금속" 및" 오션 메탈" ;. 파이프는 기체 및 액체 매체의 전송 채널에 사용됩니다. 그들은 국가 경제의 다양한 분야에서 기본 제품입니다. 티타늄 합금 파이프는 가벼운 무게와 우수한 내식성으로 인해 항공 엔진, 항공 우주 차량 및 석유 파이프 라인에 사용됩니다. , 화학 장비, 해양 환경 건설 및 다양한 해양 운영 플랫폼은 해안 발전소, 해양 석유 및 가스 탐사 및 운송, 해수 담수화, 해양 화학 생산, 알칼리 염 생산, 석유 정제 장비 등과 같은 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. ., 그리고 전망은 매우 넓습니다.

티타늄 소재의 홍보 및 적용은 조선 및 해양 공학 장비의 가장 중요한 기술 개발 방향 중 하나입니다. 티타늄 합금 파이프는 선진국의 선박 및 해양 공학 장비에 널리 사용되었습니다. 장비의 안전성과 신뢰성을 높이고 장비 부피를 줄이며 품질을 낮추고 장비 손상 사고와 유지 보수 시간을 크게 줄이기 위해 많은 티타늄 소재가 사용됩니다. 서비스 수명을 크게 연장하십시오.

티타늄 합금 파이프 가공 성능 특성

티타늄 합금은 상온에서 가소성이 낮고 변형 저항이 크지 만 α + β 2 상 영역과 β 상 영역에서 가소성이 좋고 변형 저항이 낮습니다. 따라서 티타늄 합금 재료의 성형 및 제조 또는 다양한 프로파일 (플레이트),로드, 튜브 등의 준비는 상 전이 지점 근처까지 가열되어야합니다.

티타늄 합금은 고온에서 산소, 질소, 탄소 등과 화학적으로 반응하기 쉽고 수소를 흡수하기 쉽기 때문에 티타늄 합금의 변형 성능이 크게 저하되고 재료의 서비스 성능에 영향을줍니다. 또한 티타늄 합금의 낮은 열전도율로 인해 종종 큰 블랭크가 가열됩니다. 이로 인해 단면 온도차가 커져 변형 과정에서 쉽게 균열이 발생할 수 있습니다. 또한, 티타늄 합금 변형 영역의 온도 범위가 좁고 변형률이 더 민감하며 일반적으로 더 낮은 속도로 변형되어야합니다. 동시에 변형 후 냉각 속도는 실내 온도에 직접적인 영향을 미칩니다. 평형 구조와 구성 요소의 서비스 성능, 따라서 변형 과정에서 변형 온도를 일정하게 유지하거나 온도 속도를 줄이기위한 조치를 취해야합니다. 충분한 가소성을 갖도록 떨어 뜨립니다.

우리나라' 대구경 티타늄 합금 파이프 준비 기술 분석

전통적인 티타늄 합금 이음매없는 파이프 생산 공정은 압출 피어싱, 크로스 롤링 피어싱 + 멀티 패스 냉간 압연, 드릴링 및 보링입니다. 현재 국내 전통 기술을 활용하여 소형 티타늄 합금 관을 제작할 수 있으며, 항공, 항공 우주, 조선, 석유 화학 분야에서 사용되고있어 무기류 및 국민 경제 발전을 강력히 뒷받침하고 있습니다.

(1) 전통적인 드릴링 및 보링 및 압출 공정 : 드릴링 및 보링 가공은 가열 공정 및 캘린더 링없이 드릴링 및 보링 가공에 티타늄 합금 바를 직접 사용하는 것이며 재료 이용률이 일반적으로 50 % 미만이므로 매우 낮습니다. , 전체 비용이 매우 높습니다. 동시에 대구경 및 얇은 벽 파이프 가공에는 적합하지 않습니다.

압출 성형 기술은 많은 변형, 미세 입자를 얻을 수 있으며 모세관 벽 두께의 균일 성을 제어하기가 어렵습니다. 압출 성형은 일반적으로 유리 분말 윤활 또는 구리 피복 윤활을 사용합니다. 유리 분말 윤활 압출 티타늄 합금 파이프 기술은 우리나라에서 성숙하지 않았습니다. 압출 후 단계의 윤활 효과는 이상적이지 않아 금형 및 압출 파이프의 심각한 표면을 쉽게 유발할 수 있습니다. 손상, 높은 제조 비용, 낮은 생산 효율성 및 제품 품질; 구리 피복 슬리브의 윤활 효과가 더 좋고 티타늄 합금 튜브의 표면 품질이 더 좋을 수 있지만 구리 피복 슬리브의 재질이 크고 티타늄 합금 튜브 표면에 패키지가 부착되어 있습니다. 제거됩니다. 구리 슬리브는 많은 산을 소비하여 환경 오염을 일으키기 쉽습니다.

(2) 전통적인 피어싱 (Mann 유형) + 냉간 압연 공정 : 냉간 압연 공정이 많고 생산 효율이 매우 낮으며 다중 패스가 필요하며 패스 변형이 적으며 어닐링의 에너지 소비가 통과가 높고 산세가 환경을 오염시킵니다. 이 공정은 변형 저항이 낮은 순수 티타늄 및 합금 파이프를 압연하는 데만 적합하며 고강도 티타늄 합금 파이프 (예 : TC4)는 압연 할 수 없습니다. 이 공정의 수율은 약 75 %입니다.

티타늄 합금 재료의 특성에 따라 압연 온도, 총 직경 감소율, 타원 계수, 변형률, 전면 감소율 및 캐비티 제어 등과 같은 공정 매개 변수를 제어하여 안정성을 향상시킵니다. 전체 공정이 보장되며 내부 및 외부 표면 품질이 보장됩니다. , 치수 정확도 및 다양한 성능 지표는 프로세스 요구 사항을 완전히 충족합니다. 준비 기술에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

①이 기술은 티타늄 합금의 높은 변형 저항성을 목표로합니다. 크로스 롤링 피어싱 밀, 다기능 롤링 밀 및 이중 시리즈 마이크로 장력 감속기의 혁신적인 개선을 통해 메인 모터의 롤링 힘이 증가하고 가열이 링 퍼니스를 통해 수행됩니다. 블랭크의 온도 강하율을 최소화하기 위해 피어싱, 열간 압연, 사이징 및 보정 프로세스 사이에 지능형 온도 제어 시스템과 빠른 이송 장치를 채택하여 충분한 가소성을 보장하고 좁은 변형 온도 범위의 특성에 적응합니다. 티타늄 합금.

②이 공정은 특히 대구경 티타늄 합금 파이프의 압연 및 성형에 적합합니다. 외경은 φ530mm, 벽 두께는 5-36mm, 제품 길이는 12m 이상에 달할 수 있습니다. 압출 + 냉간 압연 공정 및 드릴링 및 보링 공정에 비해 가공 비용이 50 % 이상 절감됩니다. 기존의 드릴링 및 보링 가공에 비해 티타늄 합금 파이프의 활용률이 40 % 이상 증가했습니다. 기존 압출 성형 공정에 비해 생산 효율이 두 배입니다. 그것은 고효율과 저비용을 달성했으며 티타늄 합금의 2 롤 스큐 롤링으로 대구경 티타늄 합금 파이프 생산의 기술적 병목 현상을 극복했습니다. 공정의 발전과 기술의 성숙도에 따라 수율은 최대 95 %에이를 수 있습니다.

대구경 티타늄 합금 파이프의 응용 및 개발 전망

현재 국내 선박 장비에 사용되는 티타늄은 주로 잠수함의 메인 콘덴서, 티타늄 합금 어뢰 발사 탱크, 원자력 PWR 1 차 회로 시스템 비상 냉각기, 소나 돔, 티타늄 합금 프로펠러, 디젤 엔진 연기 배기관 및 해상 배관 시스템, 관련 배관 및 펌프 밸브 시스템, 깊은 잠수정 압력 쉘 및 보조 시스템. 해수 파이프 라인의 일반적인 사양 : φ308x4mm, φ285x5mm; 선박의 주요 해수 배관 시스템 : φ12.7 ~ 304.8mm.

티타늄 및 티타늄 합금의 저밀도, 내식성 및 고강도로 인해 장비의 무게를 크게 줄일 수 있습니다. 따라서 티타늄 및 티타늄 합금은 단가 측면에서 더 비싸지 만 장비의 전체 ​​무게를 줄인 후 티타늄 및 티타늄 합금 반대로 성적 입력은 다른 재료보다 너무 높지 않으며 다른 재료. 티타늄 및 티타늄 합금 파이프는 큰 적용 가능성이 있습니다. 고효율, 짧은 흐름, 저비용 생산 기술의 성숙과 촉진으로 많은 구리 및 구리 합금 파이프 응용 분야를 티타늄 및 티타늄 합금 파이프로 대체 할 수 있습니다.

① 조선에서 선박 및 대형 유조선에 사용되는 파이프는 구리 합금 파이프의 중요한 응용 분야입니다. 선박용 구리 합금 파이프는 주로 BFe30-1-1, BFe10-1-1 구리 니켈 파이프 및 HAl77-2 알루미늄 황동 파이프를 포함합니다. 해상 접촉 매체의 대부분이 해수이기 때문에 파이프는 우수한 해수 내식성과 높은 기계적, 기술적 특성이 요구됩니다. 해양 공학 열교환 장치는 구리 및 구리 합금 튜브를 사용합니다. 예를 들어, 다른 해양 열교환 튜브에는 주로 디젤 엔진, 발전기 및 기타 보조 시스템 용 오일 쿨러, 워터 쿨러 및 급수 히터가 포함됩니다. 이러한 제품의 사양은 다양합니다.

② 해양 공학과 대형 선박의 건설은 1 차 송전 및 변위를 증가시키기 위해보다 고정밀, 대구경의 부식 방지 배관 장비를 필요로한다. 동시에 파이프 라인 어셈블리의 높은 견고성을 보장하기 위해 높은 치수 정확도를 사용해야합니다. 독일, 한국 및 기타 국가에서 대구경 해양 및 석유 생산 플랫폼과 같은 심리스 구리-니켈 파이프의 최대 직경이 φ520mm 이상에 도달 한 것으로 파악됩니다.

우리나라'의 해상 전력 전략이 점차 심화됨에 따라 해양 장비, 해양 석유 및 가스 분야에서 대구경, 고강도 및 고 내식성 이음매없는 파이프에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. 현장 탐사 및 개발, 선박. 대구경 티타늄 합금 이음매없는 파이프의 대규모 생산과 고효율, 단 공정 및 저비용 준비 기술의 산업 진흥 및 응용은 시장의 저비용 수요를 더욱 충족시킬 것입니다' 티타늄 및 티타늄 합금 제품 용. 동시에 티타늄 산업의 현재 집중도는 높지 않습니다. 제조업체는 국가 표준 공식화 및 설계 단위, 대학, 다운 스트림 사용자 및 기타 관련 지원 장비 제조업체와 적극적으로 협력하여 국가 티타늄 기술 및 경제 네트워크 서비스 플랫폼을 구축하여 티타늄 합금의 시장 개발을 촉진하기 위해 협력하고 노력해야합니다. 티타늄 합금 파이프의 광범위한 적용을 더욱 촉진하기 위해 국가의 정책 및 재정 지원.

니콜