很久以前,金属界的几个小伙伴,铝、铜、不锈钢和钛相约去海里潜泳,看谁的抗腐蚀能力强。
一周后,铝的表面产生了斑点,铜也开始变成暗绿色了。
半年的时间,铝和铜纷纷消失了。
四年之后,不锈钢也不见了。
钛却安然无恙地生活在大海里着,战胜了其他几位小伙伴。
这是真实的故事。早在20世纪80年代,中国科学家将铝、铜、不锈钢和钛四种金属浸泡在海洋里长达四年时间,进行抗腐蚀性对比实验。实验进程被记录在1986年中央电视台拍摄的纪录片《崛起的第三金属——钛》当中。
钛被称为“海洋金属”,是海洋里*耐腐蚀的金属材料。
钛及其合金强度高、比重小、耐海水腐蚀和海洋气氛腐蚀,可以很好地满足在海洋工程方面的应用要求。
一、钛是海水淡化设备换热器的**材料
目前,钛主要应用于海水淡化设备中的导热管。多级闪蒸海水淡化装置技术成熟、出水量大、淡水品质高、淡化成本低、适用范围广、运行稳定,再加上其利用电厂低品位热能,提高了能源利用率,世界上78%的淡水造水量是采用蒸发法。国产MSF装置的开发成功,必将使其成为近期沿海电厂**的锅炉补给水设备。
海水淡化装置中的蒸发器接触高温海水,蒸发后盐度增加。钛合金耐高温离子腐蚀,可广泛用于海水淡化装置的蒸发器,同时,钛对氯具有很强的抗腐蚀性,是海水淡化设备换热器的**材料。
随着沿海地区石油化工、电力等行业的迅速发展,用海水取代日益紧张的淡水作为工业冷却介质,可以节约大量的淡水资源,获得显著的经济效益和社会效益。
但是由于海水腐蚀性强,当管束采用普通碳钢或不锈钢时,海水作为冷却介质会对管束产生严重腐蚀,显著降低热交换器的使用寿命,不仅增加了设备的更换次数,也会由于设备失效引起装置停工过于频繁,从而使经济效益降低。
一般情况下,为解决这一问题,需要对管子进行材料升级,升级材料常用钛管。
通过将海水转化成淡水这一*新科技将会成为世界用水的发展趋势,可以有效的解决一些沿海地区用水资源紧张的问题,例如中东严重缺乏淡水资源的沿海地区,已经采用了这种方法来解决水资源问题。
二、钛材料对舰船的建造不可或缺
钛合金作为船体结构材料的应用,主要包括三个方面:潜艇的耐压壳体、深潜器的耐压壳体和水面船舶的壳体。
在潜艇耐压壳体用钛方面,前苏联走在世界的前列,开启了钛合金材料作为潜艇耐压壳体使用的先河。
1968年,前苏联(俄罗斯)建造了世界上**艘钛合金多功能核动力潜艇(Papa),排水量5200吨,长度100 米,潜深达到了400 米,是钛合金应用于大型海装结构的革命性一步。
经过了十几年不断精进技术后,1986年到2000年期间,前苏联(俄罗斯)还分别建造了14艘“奥斯卡”级和6艘“台风级”核潜艇,潜航排水量分别达到1.9万余吨和4.8万吨,长度分别为155米和171米,潜深为500米和400米。
其中,台风级为前苏联(俄罗斯)*大的弹道导弹核潜艇,其每艘的钛合金材料用量达到了惊人的9000吨之多,是我国目前年产钛加工材产量的20%左右。
随着前苏联的解体,俄罗斯用钛合金作为耐压壳体制造核动力潜艇的计划在很长一段时间一直被搁置或没有按原计划建造完成,但随着俄罗斯经济的逐渐恢复及政治的需要,俄罗斯于2000年左右又重新开启了钛合金耐压壳体核潜艇的制造和修复工程。
三、钛为海洋土木建筑打好根基
海洋建筑面临的主要问题是受海水和海盐粒子的严重腐蚀,钛材由于具有优越的耐腐蚀性能成为海洋建筑的**材料,海洋建筑领域,钛的应用主要有三类:一、钢结构件防腐蚀;二、耐腐蚀结构件;三、混凝土结构件防腐蚀。
日本四面临海,经济的发展需要日本扩大利用海域,日本在海洋用钛方面成绩显著。日本设立了超大型浮式海洋构筑物技术研究小组。钛材成为海洋构筑物的**材料,其作用有二个,一是用钛薄板包覆易腐蚀部位;二是用海洋构筑物易腐性部分用钛钢复合板。
钛在海洋建筑的使用实例
部分内容来源于网络,仅用于学习分享,如发现有侵权,请及时联系删除,谢谢。