Λόγω του θερμοδυναμικά ασταθούς του, επομένως, καθαρό τιτάνιο δεν υπάρχει στη φύση. Με τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου -1,63V, το τιτάνιο και τα κράματά του σχηματίζουν εύκολα ένα προστατευτικό και εξαιρετικό φιλμ οξειδίου (κυρίως TiO2) σε ατμοσφαιρικό και υδατικό περιβάλλον. Αυτό το φιλμ οξειδίου θέτει το τιτάνιο σε παθητικοποιημένη κατάσταση, καθιστώντας το εξαιρετικά ανθεκτικό στη διάβρωση σε πολλά διαβρωτικά περιβάλλοντα.
Μετά την παθητικοποίηση, το δυναμικό αυτοδιάβρωσης του τιτανίου και των κραμάτων του αυξάνεται σημαντικά. Το φυσικό δυναμικό διάβρωσης του τιτανίου στο θαλασσινό νερό στους 25 βαθμούς είναι περίπου 0.1V. Το φιλμ παθητικοποίησης του τιτανίου έχει εξαιρετικές ιδιότητες αυτοθεραπείας. Εάν το φιλμ παθητικοποίησης είναι κατεστραμμένο, μπορεί γρήγορα (εντός 10 δευτερολέπτων) να επισκευαστεί, σχηματίζοντας ένα νέο προστατευτικό φιλμ.
Το φιλμ οξειδίου που σχηματίζεται σε θερμοκρασίες κάτω των 300 βαθμών είναι αρκετά πυκνό και παρέχει αποτελεσματική προστασία από τη διάβρωση. Η ικανότητα του τιτανίου να αντιστέκεται στη διάβρωση σε θαλάσσια περιβάλλοντα, σε συνδυασμό με τις μοναδικές του ιδιότητες παθητικοποίησης, το καθιστά ένα ιδιαίτερα επιθυμητό υλικό για διάφορες εφαρμογές, ιδιαίτερα σε βιομηχανίες που εκτίθενται σε δύσκολες διαβρωτικές συνθήκες.
Σκοπιμότητα Εφαρμογών Μηχανικής Μεγάλης Κλίμακας
Δεν υπάρχουν τεχνολογικά σημεία συμφόρησης για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας κραμάτων τιτανίου στη ναυτιλιακή μηχανική.
Θέματα Συγκολλήσεων
Η επιτόπια συγκόλληση κραμάτων τιτανίου δεν δημιουργεί σημαντικές προκλήσεις. Οι εγχώριες τεχνικές συγκόλλησης για κράματα τιτανίου είναι σχετικά ώριμες, ειδικά για κράματα τιτανίου ναυτικής ποιότητας όπως TA2, Ti50, Ti75, μεταξύ άλλων.
Θέματα Επιθεώρησης
Οι συγκολλημένες ενώσεις κραμάτων τιτανίου και άλλων συναφών προϊόντων υποβάλλονται σε επιθεώρηση βάσει των αντίστοιχων προτύπων και διαθέτουν φορητό εξοπλισμό, επιτρέποντας ομαλές επιτόπιες επιθεωρήσεις.
Σύσταση για κράματα αγωγών θαλασσινού νερού
Σε περιπτώσεις χαμηλής πίεσης εντός αγωγών θαλασσινού νερού, συνιστάται το κράμα TA2. Αυτό το κράμα παρουσιάζει δείκτες μηχανικής απόδοσης Rm Μεγαλύτερο ή ίσο με 400MPa, Rp0.2 Μεγαλύτερο ή ίσο με 320 MPa, Α Μεγαλύτερο ή ίσο με 20%. Το κράμα TA2 είναι μία από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ποιότητες τιτανίου που διατίθενται σήμερα. Διαθέτει εξαιρετικές δυνατότητες επεξεργασίας, ώριμες τεχνικές επεξεργασίας και αντίστοιχα χαμηλότερο κόστος παραγωγής.
Για καταστάσεις που περιλαμβάνουν υψηλότερες πιέσεις, μπορούν να ληφθούν υπόψη άλλα κράματα τιτανίου με ποικίλα επίπεδα αντοχής με βάση την ονομαστική πίεση, όπως Ti50, Ti75 και παρόμοια κράματα. Αυτά τα κράματα διαθέτουν επίσης καλές ιδιότητες μηχανικής κατεργασίας και μπορούν να υποστούν οικονομική επεξεργασία σε σωλήνες.
Η πυκνότητα των κραμάτων τιτανίου είναι μικρή, μόνο 0.577 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα. Ταυτόχρονα, η χρήση εξοπλισμού από κράμα τιτανίου μπορεί να εξαλείψει το επακόλουθο κόστος συντήρησης και αντικατάστασης, καθώς και το δυνητικά υψηλότερο κόστος κινδύνου που σχετίζεται με διαρροές διάβρωσης.
Επί του παρόντος, οι τιμές των υλικών από κράμα τιτανίου βρίσκονται σε ιστορικά χαμηλά επίπεδα. Η τιμή του σπογγώδους τιτανίου μειώθηκε από 200,000 γιουάν/τόνο το 2006 σε 46,000 γιουάν/τόνο. Με τη συνεχή βελτίωση των δυνατοτήτων επεξεργασίας, το κόστος επεξεργασίας των σωλήνων από κράμα τιτανίου μειώνεται επίσης σταθερά. Αυτοί οι παράγοντες παρουσιάζουν εξαιρετικές ευκαιρίες για την ευρεία χρήση των κραμάτων τιτανίου.
