Titan in der Schifffahrt

Die Schiffstechnik steht ständig vor den Herausforderungen eines hohen Salzgehalts, eines hohen Drucks und starker Korrosion. Herkömmliche Materialien wie Stahl und Kupferlegierungen leiden unter kurzen Lebensdauern, hohen Wartungskosten und einer schnellen Leistungsverschlechterung im Meerwasser – Stahlpipelines können innerhalb von 5 Jahren aufgrund von Korrosion versagen, und Wärmetauscher aus Kupfer-Nickel-Legierungen halten weniger als 8 Jahre in hochtemperaturigem Meerwasser, was zu jährlichen weltweiten Verlusten von über 50 Milliarden US-Dollar führt. Mit seinem Null-Korrosionsverlust, einer Lebensdauer von über 30 Jahren und einer bahnbrechenden leichten und hochfesten Leistung ist Titan die ideale Wahl, um diese Herausforderungen zu meistern.

Die Unersetzlichkeit von Titan beruht auf drei Hauptmerkmalen:

• 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.
• Geringes Gewicht: Seine Dichte beträgt nur 57 % von Stahl, und mit einem Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht von 22 kann das strukturelle Gewicht um 30 % bis 40 % reduziert werden.
• Lebenszykluswirtschaft: Obwohl die Anschaffungskosten 3-5 Mal so hoch sind wie bei Edelstahl, reduziert das 30-jährige wartungsfreie Design die Gesamtkosten um 45 %.

Von Tiefsee-Öl- und Gasfeldern bis hin zu Offshore-Windplattformen, von Polarforschungsgeräten bis hin zu militärischen Tieftauchfahrzeugen – Titan verändert das Materialsystem der Meerestechnik durch technologische Innovationen und verbesserte Standards. Diese Durchbrüche wirken sich nicht nur auf die wirtschaftliche Effizienz aus, sondern untermauern auch die strategischen Fähigkeiten der nationalen Schifffahrt.

Zu den segmentierten Anwendungen von Titan im Marinebereich gehören:

• Kühlsysteme für Meerwasser
• Meerwasser-Entsalzungsgeräte
• Erschließung von Erdöl und Erdgas in der Tiefsee
• Schiffbau
• Atom-U-Boote
• Ausrüstung für die wissenschaftliche Meeresforschung und -detektion
• Windkrafterzeugung in der Schifffahrt
• Elektronische und akustische Ausrüstung für die Schifffahrt

Kühlsysteme für Meerwasser

Meerwasserkühlsysteme werden häufig in Schiffen, Offshore-Plattformen und Kernkraftwerken eingesetzt. Sie halten die Betriebstemperaturen der Anlage aufrecht, indem sie Wärme zwischen Meerwasser und dem Kühlmittel austauschen.

Aufgrund der hohen Korrosionsbeständigkeit, des hohen Salzgehalts und der mikrobiellen Verschmutzung des Meerwassers erfordern diese Systeme Materialien mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, hoher Festigkeit und Langzeitstabilität. Zu den wichtigsten Vorteilen von Titan gehören:

• Korrosionsbeständigkeit: Da Chloridionen im Meerwasser reichlich vorhanden sind, müssen Materialien außergewöhnliche Korrosionsschutzeigenschaften aufweisen.
• Festigkeit und Stabilität: Systeme müssen hohem Druck standhalten, was eine hohe Festigkeit und Langzeitstabilität erfordert.
• Kosten und Wartung: Obwohl Titan höhere Anschaffungskosten hat, ist es aufgrund seiner geringeren langfristigen Wartungs- und Austauschkosten die ideale Wahl.

Dank seiner hervorragenden Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion, seines hohen Festigkeitsgewichts und seiner langen Lebensdauer ist Titan der optimale Werkstoff für Meerwasserkühlsysteme.

Chalco Produktkategorien

Norm: 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

Meerwasserkühlsysteme: Wie lösen Titanrohre die Herausforderungen bei hoher Salzkorrosion und Kosten?

In 80 °C heißem Meerwasser halten Wärmetauscher aus Kupfer-Nickel-Legierungen weniger als 8 Jahre, während Titanrohre – ohne Korrosionsverlust und mit einer 30-jährigen wartungsfreien Konstruktion – zur ersten Wahl für Upgrades für Kühlsysteme von Schiffen und Kernkraftwerken geworden sind.

Leistungsvergleich zwischen Titan- und Kupfer-Nickel-Legierungen

Wie wählt man Titanrohre für Meerwasserkühlungssysteme aus? (Nach Szenario)

• Niederdruck-Zirkulationssysteme: Gr2-geschweißtes Titanrohr (ASTM B862) bietet niedrige Kosten bei ausreichender Korrosionsbeständigkeit.
• Kondensatoren für Kernkraftwerke: Gr5 nahtloses Titanrohr (ASTM B338) mit einer Druckstufe von ≥20 MPa.
• Sulfur-Containing Environments: Gr7 Titanium Tube (containing 0.2% Pd) is resistant to H₂S concentrations >100 ppm.

Spezifischer Anwendungsfall von Meerwasserkühlsystemen

Meerwasserentsalzungsanlage in Saudi Jubail: Verwendet Gr2-Titanrohre (ASTM B338), die bei 110 °C betrieben werden, eine Lebensdauer von 30 Jahren haben und Wartungskosten erzielen, die 60 % niedriger sind als bei Kupferlegierungen.

Ausrüstung zur Meerwasserentsalzung

Titan wird aufgrund seiner hervorragenden Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Korrosion häufig in Meerwasserentsalzungsanlagen verwendet. Zu den Anwendungen gehören Strukturkomponenten, Wärmetauschergehäuse, Leitbleche, Membranmodule, mehrstufige Flash-Wärmetauscherrohrbündel (MSF) und Niedertemperatur-Multieffektdestillationsrohrbündel (MED).

Elektrolytische Antifouling- und Laserschweißtechnologien verbessern die Wärmeaustauscheffizienz und Haltbarkeit der Geräte weiter. Obwohl die Anschaffungskosten relativ hoch sind, reduziert eine Lebensdauer von mehr als 25 Jahren die Wartungshäufigkeit erheblich, wodurch ein Kostenvorteil über den gesamten Lebenszyklus erzielt wird.

Titan Produkte von Chalco

So wählen Sie Titanrohre für Meerwasserentsalzungsanlagen aus (nach Anwendung)

• Multieffekt-Destillation (MED): Verwenden Sie ein geschweißtes Gr16-Titanrohr (ASTM B862), das Chloridionenkonzentrationen von bis zu 40.000 ppm standhält.
• Multi-Stage Flash (MSF): Verwenden Sie Gr2 Nahtloses Titanrohr (ASTM B338) mit einer Wandstärke von 1,2 mm und einer Druckfestigkeit von ≥2,5 MPa.
• Sulfur-Containing Environment: Use Gr7 Titanium Tube (containing 0.2% Palladium), capable of withstanding H₂S concentrations >100ppm.

Anwendungsfälle

Meerwasserentsalzungsanlage Saudi Jubail: Verwendet Gr2-Titanrohre (ASTM B338) mit einem Rohrdurchmesser von 25 mm × 1,2 mm Wandstärke, Betrieb bei 110 °C und einer Lebensdauer von 30 Jahren.

Tianjin, China Meerwasserentsalzungsprojekt: Verwendet inländische Gr16-Titan-geschweißte Rohre (GB/T 26057) mit einer Tageskapazität von 100.000 Tonnen und einer Beständigkeit gegen Chloridionen bis zu 40.000 ppm.

Erschließung von Erdöl und -gas in der Tiefsee

Die Entwicklung von Tiefseeöl und -gas auf Offshore-Plattformen, Unterwasser-Pipelines und Unterwasser-Produktionssystemen erfordert Ausrüstungsmaterialien, die extremen Bedingungen wie hohem Druck, niedrigen Temperaturen, hohem Salzgehalt und starken Meeresströmungen standhalten. Daher müssen die Werkstoffe eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und hohe Festigkeit aufweisen.

Titan wird häufig verwendet, da es Spaltkorrosion und galvanische Korrosion, die durch Drücke über 30 MPa induziert wird, wirksam verhindert und gleichzeitig einen leichten Vorteil mit der doppelten spezifischen Festigkeit von Stahl bietet. Darüber hinaus weist es eine hervorragende Leistung gegen Sulfid-Spannungsrisskorrosion auf, wodurch die langfristige Zuverlässigkeit und Sicherheit von Tiefseeausrüstung erheblich verbessert wird.

Titanprodukte von Chalco

Titan vs. Stahl Vergleich

Szenariobasierte Materialauswahl für die Öl- und Gaserschließung in der Tiefsee

• Bohrgestängeverbindungen: Verwenden Sie eine Gr29-Titanlegierung (mit 0,1 % Ruthenium), um die Korrosionsbeständigkeit in Spalten um 50 % zu erhöhen.
• Composite-Steigleitungen: Verwenden Sie Titan-Stahl-Explosiv-Composite-Rohre (ASTM B898) mit einer Grenzflächenscherfestigkeit von ≥210 MPa.
• Ventilsysteme: Verwenden Sie eine Gr12-Titanlegierung (Ti-0,3Mo-0,8Ni), die den NACE TM0177-Schwefelwasserstofftest bestanden hat.

Anwendungsfall

Bei einem Tiefsee-Ölbohrprojekt im Golf von Mexiko verlängerte der Einsatz von Titan-Stahl-Sprengstoff-Verbundsteigleitungen die Lebensdauer auf 25 Jahre (im Vergleich zu 8 Jahren bei herkömmlichen Stahlsteigleitungen).

Bedeutung von Schiffbaumaterialien

Schiffe, die ständig Meerwasser ausgesetzt sind, benötigen korrosionsbeständige, starke und leichte Materialien. Titan mit der doppelten spezifischen Festigkeit von Stahl und der überlegenen Ermüdungsbeständigkeit verlängert die Lebensdauer der Komponenten, senkt die Wartungskosten und reduziert das Schiffsgewicht, wodurch die Geschwindigkeit und Nutzlast verbessert werden. Seine selbstschmierende Beständigkeit mit hohem Drehmoment sorgt für einen stabilen Vortrieb, während seine Korrosionsbeständigkeit galvanische Reaktionen verhindert und so die langfristige Zuverlässigkeit erhöht.

Titanprodukte von Chalco erhältlich

Norm: ASTM B265, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861, ASTM B338, ASTM B861

• 

  Titan PlattenGr5, Gr7

  Wird in Rumpfaußenplatten, Decks, Schotten, Aufbauten, Hubschrauberplattformen verwendet

• 

  Titan-RohreGr2, Gr4, Gr9

  Anwendung in Seewasser-Rohrleitungssystemen (Kühlung, Ballast, Brandbekämpfung), Hydrauliksystemen, Auspuffrohren

• 

  Titan-ProfileGr5, Gr9

  Wird in Rumpfstrukturträgern, Rippen und Stringern zur Gewichtsreduzierung verwendet.

• 

  Titan-GussteileGr5, Gr7, Gr9

  Anwendung in Propellern, Pumpenkörpern, Ventilkörpern, Ruderblättern

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  Befestigungselemente aus TitanGr5, Gr5 + Copper Coating

  Wird für Verbindungen von Rumpfstrukturen, Ausrüstungsmontage und Rohrleitungsverbindungen verwendet

Titan vs. Edelstahl 316

Anwendungsspezifische Werkstoffauswahl im Schiffbau

• Rumpfstruktur: Gr5 Titanplatten (GB/T 3621), 10-50 mm Dicke
• Antriebssystem: Gr9 Titan Schmiedeteile (ASTM B381), Torsionsfestigkeit ≥ 620MPa
• Rohrleitungsverbindungen: Titan-Kupfer-Verbundschrauben (ASTM F467) für galvanische Korrosionsbeständigkeit

Atom-U-Boote

Atom-U-Boote werden von Kernreaktoren angetrieben und verfügen über eine verlängerte Unterwasserausdauer, eine hohe Tarnung und beeindruckende Angriffsfähigkeiten. Sie arbeiten in extremen Meeresumgebungen und stehen vor Herausforderungen wie hohem Tiefseedruck, Meerwasserkorrosion, nuklearer Strahlung sowie hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit. Ihr Design und ihre Materialauswahl erfordern außergewöhnliche Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungsbeständigkeit, um einen langfristig stabilen Betrieb unter strengen Anforderungen an Sicherheit, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Titan ist ein Kernmaterial in Atom-U-Booten, das hauptsächlich in Druckrümpfen, Antriebssystemen, Rohrleitungssystemen und akustischen Geräten verwendet wird. Zu seinen Vorteilen gehören:

• Geringes Gewicht: Titan hat eine Dichte von nur 57 % der Dichte von Stahl, was das Gewicht des U-Bootes erheblich reduziert und die Geschwindigkeit und Manövrierfähigkeit verbessert (z. B. erreicht das russische Atom-U-Boot der Alpha-Klasse unter Wasser eine Geschwindigkeit von bis zu 42 Knoten).
• Tieftauchfähigkeit: Druckrümpfe aus Titanlegierung können einem Tiefseedruck von mehr als 900 Metern standhalten (das russische Atom-U-Boot der M-Klasse hat eine Tauchtiefe von bis zu 1250 Metern).
• Nichtmagnetisch: Eliminiert die Erkennung durch magnetische Sensoren und verbessert die Tarnung.
• Korrosionsbeständigkeit: Beständig gegen Meerwasser, Chloridionen und mikrobielle Korrosion mit einer Lebensdauer von über 30 Jahren – fünfmal länger als Rohrleitungen aus Kupferlegierungen.
• Strahlungsbeständigkeit: Die Strahlungsbeständigkeit von Titan macht es zur idealen Wahl für Atom-U-Boote, bei denen der Reaktor ionisierende Strahlung erzeugt.

Titanprodukte von Chalco erhältlich

Atom-U-Boote: Wie erreichen Titanlegierungen eine Tauchtiefe von 900 Metern und eine Tarnung über den gesamten Lebenszyklus?

Verbesserung des Druckrumpfes: Durch die Verwendung eines ELI-Designs (Ultra Low Interstice Element) verlängern Druckrümpfe aus Titan die Tauchtiefe von 500 Metern (typisch für Stahlrümpfe) auf 900 Meter, wodurch die Erkennung durch Magnetsensoren vermieden wird.

Tiefsee-Legierung Gr23 (Ti-6Al-4V ELI)

• Sauerstoffgehalt ≤ 0,13 %, mit einer Bruchzähigkeit (KIC) ≥ 120 MPa√m;
• Streckgrenze ≥ 825 MPa, bestandene hydrostatische Tests bei 110 MPa;
• Nichtmagnetisch (magnetische Permeabilität ≤ 1,00005), verbessert die Tarnung um 70%.

Anwendungsfälle

Russlands Atom-U-Boot der Alpha-Klasse: Verwendet die Titanlegierungen Gr23 und Gr9 und erreicht eine Tauchtiefe von 914 Metern, eine Geschwindigkeit von 42 Knoten und eine Lebensdauer von 40 Jahren, wobei jedes U-Boot 3000 Tonnen Titanlegierung verwendet.

Russlands Atom-U-Boot der Typhoon-Klasse: Verwendet einen Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo Druckrumpf und Ti-6Al-4V-Propeller mit einer Tauchtiefe von 500 Metern (maximal 1830 Metern), einer Verdrängung von 33.800 Tonnen und 9000 Tonnen Titanlegierung pro Schiff.

Chinas bemanntes Tauchboot Jiaolong: Verwendet einen TC4ELI-Titanlegierungs-Druckrumpf, der bis zu 7062 Meter tauchen kann, mit einer Rumpfdicke von 80 mm und einer Druckfestigkeit von 1100 MPa.

Ausrüstung für die wissenschaftliche Forschung und Exploration im Meer

Meereswissenschaftliche Forschungs- und Explorationsgeräte werden häufig in der Überwachung der Meeresumwelt, bei hydrologischen Untersuchungen, in der biologischen Forschung, bei der geologischen Erkundung und in anderen Bereichen eingesetzt. Es umfasst Geräte wie Unterwassersensoren, Hydrophone, Probenehmer, Tiefseelander und treibende Bojen.

Explorationsgeräte werden oft in der Tiefsee und in extremen Umgebungen eingesetzt und stehen vor großen Herausforderungen wie intensiver Meerwasserkorrosion, hohem Druck und niedrigen Temperaturen. Bei langfristigen Unterwassermissionen müssen diese Geräte nicht nur Korrosion und Verschmutzung bekämpfen, sondern auch die Datengenauigkeit und eine zuverlässige Übertragung aufrechterhalten, um stabile und zuverlässige Forschungsergebnisse zu gewährleisten.

Titanlegierungen spielen dank ihrer hohen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und nichtmagnetischen Eigenschaften eine entscheidende Rolle in Schlüsselkomponenten wie:

• Tiefsee-Tauchdruckrümpfe: Sie sind in der Lage, dem Wasserdruck in einer Tiefe von 6000 Metern (ca. 60 MPa) standzuhalten und das Gewicht im Vergleich zu herkömmlichem Stahl um über 40 % zu reduzieren.
• Gehäuse für Sensoren und elektronische Geräte: Der geringe Magnetismus und die akustische Kompatibilität von Titan verbessern die Genauigkeit der Datenerfassung (z. B. Reduzierung der Sonarsignalinterferenz um 30 %).
• Rahmen für Unterwasserroboter (ROV/AUV): Leichte Konstruktionen verlängern die Lebensdauer und passen sich an komplexe Vorgänge am Meeresboden an.

Titanprodukte von Chalco erhältlich

Titan vs. Aluminiumlegierung

Szenariobasierte Materialauswahl für meereswissenschaftliche Forschungs- und Explorationsgeräte

• Druckgehäuse: Verwenden Sie eine Gr23-Titanlegierung (mit KIC ≥ 120 MPa√m), um die Erkundung in voller Meerestiefe zu unterstützen.
• Roboterarme: Verwenden Sie Gr9-Titanschmiedeteile (mit einer Dauerfestigkeit Δσ = 300 MPa) für eine Tragfähigkeit von 200 kg.
• Sensorgehäuse: Verwenden Sie Gr2 Titan-Präzisionsguss (mit einer Toleranz von ±0,1 mm) für optimale Genauigkeit.

Anwendungsfälle

Japans bemanntes Tauchboot "Shinkai 6500": Verwendet einen Druckrumpf aus Gr23-Titanlegierung (80 mm Dicke, Tauchtiefe von 6500 Metern) mit einer Streckgrenze von ≥825 MPa und einer Lebensdauer von 40 Jahren, wodurch eine Gewichtsreduzierung von bis zu 35 % im Vergleich zu Stahl erreicht wird.

Die Tiefsee-Explorer "Orpheus" aus den USA: Verwendet einen Roboterarm aus Gr5-Titanlegierung mit einer Tragfähigkeit von 200 kg und einer Druckfestigkeit von 100 MPa; Seine Ermüdungsfestigkeit beträgt Δσ = 300 MPa (getestet über 10⁷ Zyklen), wodurch es für die Erkundung des Marianengrabens geeignet ist.

Offshore-Windkraft

Die Offshore-Windkraft nutzt die Windenergie durch den Einsatz von Windturbinen auf See. Diese Windturbinen können entweder mit festem Boden oder schwimmend sein und spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Offshore-Energie.

Aufgrund der rauen Meeresumgebung müssen Offshore-Windplattformen einer längeren Exposition gegenüber starken Winden, Wellen, Meerwasserkorrosion und Salznebel standhalten, was eine hohe Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, leichte Eigenschaften und Ermüdungsbeständigkeit erfordert. Titanwerkstoffe, die für ihr geringes Gewicht, ihre hohe Festigkeit und ihre überlegene Korrosionsbeständigkeit bekannt sind, bieten entscheidende Vorteile bei den folgenden kritischen Komponenten:

• Anker und Sockel: Schwimmende Plattformen halten Meeresströmungen und dynamischen Lasten stand. Titanlegierungen reduzieren das Gewicht um über 30 % und verlängern die Lebensdauer auf bis zu 30 Jahre.
• Türme und Stützstrukturen: Titanverbundwerkstoffe (Titan-Stahl / Titan-Kohlefaser) verbessern die Ermüdungsbeständigkeit und passen sich an Hochdruckumgebungen in der Tiefsee an.
• Kühlsysteme und Anschlüsse: Titanrohre werden in Generatorkühlkreisläufen verwendet und halten der Korrosion von Meerwasser bei hohen Temperaturen stand. Titanschrauben sorgen für eine salzsprühnebelsichere Befestigung.

Titanprodukte von Chalko für die Offshore-Windkraft

Schiffselektronik und Akustik

Schiffselektronik und -akustik werden häufig in der Unterwasserkommunikation, Zielerkennung und Umweltüberwachung eingesetzt, einschließlich Geräten wie Sonarsystemen, Navigationsgeräten, Hydrophonen und Unterwasserkameras. Diese Geräte müssen unter rauen Meeresbedingungen zuverlässig funktionieren und Herausforderungen wie Meerwasserkorrosion, hohem Druck, niedrigen Temperaturen und starken Vibrationen standhalten.

In Tiefseeumgebungen ist es von entscheidender Bedeutung, eine genaue und stabile Signalübertragung zu gewährleisten und gleichzeitig Korrosion, Verschmutzung und Biofouling zu verhindern, was langfristige Zuverlässigkeit und hohe Leistung garantiert. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

• Nichtmagnetische Eigenschaften: Eliminiert elektromagnetische Interferenzen und verbessert die Genauigkeit des akustischen Signals (z. B. reduziert sich der Positionierungsfehler des Sonars um 15 %).
• Überlegene Korrosionsbeständigkeit: Widersteht Meerwasser, Chloridionen und mikrobieller Korrosion und verlängert die Lebensdauer der Ausrüstung auf über 20 Jahre (im Vergleich zu 5-8 Jahren bei Aluminiumlegierungen).
• Niedrige akustische Impedanz (27×10⁶ kg/m²s): Verbessert die Effizienz der Schallwellenübertragung und reduziert die Signaldämpfung.

Chalco's Titanium Products for Schiffselektronik und Akustik

Anwendungs-Fallstudie

Chinas bemanntes Tiefsee-Tauchboot "Jiaolong" verwendet eine Gr5-Titan-Sonarverkleidung, die einem Druck von 100 MPa standhält, die akustische Impedanz um 30 % optimiert und die Tiefseeexploration in 7.000 Metern Höhe unterstützt.

Die vorgestellten Produkte von Chalco Titanium im Marinebereich

Titan-Rohrboden

Titan-Rohrboden, ein Lochblech in Wärmetauschern, sichert Rohre und trennt Medien. Es ist präzisionsgewalzt und CNC-gebohrt, hält hohen Temperaturen und hohem Druck unter Wasser stand und dient als tragende Kernkomponente in Wärmetauschern und Kondensatoren.

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Klassen: Gr2, Gr7, Gr12, Gr16

Norm: ASTM B265

Anträge:

• Meerwasserentsalzung: Mehrstufige Flash- (MSF) und Multieffekt-Destillationssysteme (MED)
• Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC): Druckstützstrukturen für Plattenwärmetauscher

Titan-Stahl-plattierte Platte

Die von Chalco Titanium hergestellte Titan-Stahl-plattierte Platte verwendet Sprengschweißen, um eine Titanschicht (für Korrosionsbeständigkeit) mit einer Stahlschicht (für hohe Festigkeit) zu verbinden und sowohl Korrosions- als auch Tragfähigkeitsherausforderungen in der Schiffstechnik zu bewältigen.

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Material: Gr2 Titanium Layer + Q355 Steel Layer

Norm: ASTM B898

Anträge:

• Splash Zone des Schiffsrumpfes: Beständig gegen Wellenschlag und Salzsprühnebelkorrosion
• Übergangsstrukturen für Schiffsplattformen: Verbindet Titanrohre mit Stahlplattformen, um galvanische Korrosion zu verhindern

Titan-Stahl-Übergangsverbindung

Die Titan-Stahl-Übergangsverbindung wurde exklusiv von Chalco Titanium entwickelt und verwendet eine unterschiedliche Metallschweißtechnologie, um Probleme mit galvanischer Korrosion zu lösen, die für Tiefseeausrüstung und Schiffsstromsysteme geeignet ist.

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Eine Titan-Stahl-Übergangsverbindung wird verwendet, um Titan und Stahl in einer einzigen Baugruppe zu verbinden, was in der Regel durch Sprengschweißen oder ähnliche Verfahren erreicht wird. Eine Seite besteht aus Titan, die andere aus Stahl, mit einer dichten metallurgischen Bindeschicht dazwischen, die für einen nahtlosen Übergang sorgt.

Material: Gr5 + Q355 Steel

Norm: ASTM B898

Anträge:

• Offshore Oil & Gas Platforms: Flange connections between titanium tubing and carbon steel risers
• Schiffsantriebe: Übergangssegmente von Titanwellen zu Stahlrümpfen

Titan-Stahl Sprengstoffummanteltes Rohr

Mit einer Innenschicht aus Titan (für Korrosionsbeständigkeit) und einer Außenschicht aus Stahl (für Druckbeständigkeit) gleicht das explosive plattierte Titan-Stahl-Rohr Leistung und Kosten aus und überwindet die Barrieren von Hochdruckpipelines in der Tiefsee.

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

Norm: ASTM B898

Anträge:

• Meerwasserentsalzung: Hochdruck-Soleablassleitungen
• Deep-Sea Oil & Gas Transportation: 3000-meter subsea pipelines
• Meerwasserkühlsysteme: Verbundrohre für nukleare Unterwasser-Kondensatoren

Schmiedeteile aus Titan

Mit Hilfe von Präzisionsschmiedeverfahren (Freiform- oder Gesenkschmieden) stellt Chalco Titanium hochfeste Komponenten aus Titanlegierungen her, die für Hochsee-Hochdruck- und Hochspannungsszenarien geeignet sind.

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Klassen: Gr5, Gr23

Norm: ASTM B381

Anträge:

• Schiffsantriebswelle: Schmieden aus Gr5-Titanlegierung mit einer Torsionsfestigkeit ≥ 620 MPa
• Tiefsee-Ventilkörper: Gr23 Titanlegierung, gesenkgeschmiedet, mit einer Nennleistung von 50 MPa

Titan-Druckrumpf

Ein Titan-Druckrumpf ist eine abgedichtete Struktur aus einer hochfesten Titanlegierung, die erheblichen äußeren Drücken standhält, wie z. B. bemannte Abteilungen in Tiefsee-Tauchbooten, U-Boot-Rümpfen und Unterwasserdruckbehältern.

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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.

Klassen: Gr5, Gr23

Zertifizierung: ABS (American Bureau of Shipping)

Anträge:

• Militär-U-Boote: Atombetriebene U-Boot-Druckrumpfteile
• Tauchboote für wissenschaftliche Forschung: 7000 Meter lange bemannte Abteilungen (z. B. "Jiaolong")

*Das bemannte Tauchboot "Jiaolong" verwendet eine TC4ELI-Titanlegierung mit einer Rumpfdicke von 80 mm, die bei einem hydrostatischen Druck von 110 MPa für einen Tauchgang von 7062 Metern getestet wurde, wodurch das Gewicht im Vergleich zu Stahl um 40 % reduziert wird.

Befestigungselemente aus Titan-Kupfer-Verbundwerkstoff

Befestigungselemente aus Titan-Kupfer-Verbundwerkstoff 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

Norm: ASTM F467

Anträge:

• Sonarsysteme: Sonar-Erdungsbolzen für gezogene Arrays
• Schwimmende Plattformen: Sensorhalterung Blitzschutzsteckverbinder
• Ölplattformen: Korrosionsschutz-Erdungssysteme

Propeller aus Titanlegierung

Ein Propeller aus Titanlegierung ist ein Schiffspropeller, der aus einer hochfesten, korrosionsbeständigen Titanlegierung hergestellt wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Propellern aus Bronze oder Edelstahl zeichnen sich Titanpropeller durch eine höhere Festigkeit, ein geringeres Gewicht und eine überlegene Beständigkeit gegen Korrosion und Kavitation aus.

Titan-Anode

Eine Titananode bezieht sich in der Regel auf eine Anode auf Titanbasis, die mit einer katalytisch aktiven Schicht für den kathodischen Schutz oder die elektrolytische Sauerstoff-/Chlorerzeugung in Meeresumgebungen beschichtet ist. Die Basis besteht aus Platten, Rohren oder Netzen aus reinem Titan. Auch bei anodischer Polarisation bildet Titan einen stabilen Oxidfilm, der eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit bietet.

• Kathodische Schutzanode: Mischmetalloxid (MMO)-Anode auf Titanbasis für den Korrosionsschutz von Schiffen und Plattformen
• Elektrolytisches Antifouling-System: Titananode erzeugt Natriumhypochlorit aus Meerwasser, um Biofouling zu hemmen

Titan-Wärmetauscherrohr

Wird in Geräten wie Meerwasserkondensatoren und -verdampfern verwendet, die im Allgemeinen aus reinem Titan bestehen und eine hervorragende Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion und Verkalkung aufweisen.

Zensuren: Gr1, Gr2, Gr12

Norm: ASTM B338

Titan Sonar Verkleidung

Eine Sonarverkleidung aus präzisionsgegossener Titanlegierung reduziert das Turbulenzrauschen und verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis von Sonarsystemen.

Grad: Gr5

Anträge: Militär-U-Boote, Meeresforschungsschiffe

Titandraht gewebtes Antifouling-Netz

(φ0,5 mm) Gewebtes Netz verhindert die Anhaftung von Seepocken und anderen Meerestieren und ersetzt Antifouling-Farben auf Kupferbasis.

Anträge: Netzkäfige für Aquakulturen, Einlauffilter für Schiffe

Warum sollten Sie sich für Chalco Titanium als Lieferanten entscheiden?

Robuste Produktionsfähigkeit, die eine qualitativ hochwertige Versorgung gewährleistet

• Komplette Lieferkette: Vom Schmelzen bis zur Umformung ist der gesamte Prozess selbstgesteuert, um Materialreinheit und -stabilität zu gewährleisten.
• Hochreines Titan: Es wird eine fortschrittliche Schmelztechnologie verwendet, die einen Sauerstoffgehalt von ≤0,15 % erreicht, der die Anforderungen an die Druckbeständigkeit in der Tiefsee erfüllt.
• Großserienfertigung: Mit einem maximalen Gewicht eines einzelnen Titanbarrens von 15 Tonnen kann es die Anforderungen an große Strukturkomponenten in Schiffen und Offshore-Plattformen erfüllen. Wir liefern Titanplatten mit Breiten über 3 Metern (Dicke 5-100 mm) und extrudierte Titanrohre mit großem Durchmesser (Außendurchmesser ≤600 mm), die für die Meerwasserkühlung und Öl-/Gastransportpipelines geeignet sind.

Präzise Verarbeitung für komplexe Anforderungen

• Oberflächenbehandlung: Wir bieten unter anderem Säurewaschen, Sandstrahlen und Mikrolichtbogenoxidation an, um die Erosion von Meerwasser und Biofouling zu reduzieren. Zusätzlich können bei Bedarf Antifouling-Beschichtungen oder Mischmetalloxid-Beschichtungen (MMO) aufgebracht werden.
• Hochpräzises Schneiden: Durch den Einsatz von Wasserstrahl-, Laser- und anderen Präzisionsschneidtechnologien bearbeiten wir komplexe Komponenten genau.
• Schweißtechnik: Elektronenstrahlschweißen, WIG-Schweißen und andere Verfahren sorgen für hochfeste, langlebige Schweißverbindungen.
• Umformprozesse: Techniken wie das superplastische Formen und Spinnen werden eingesetzt, um hochpräzise Strukturbauteile herzustellen.

Einhaltung internationaler Standards, Anpassung an den globalen Markt

• Internationale Standards: Unsere Produkte entsprechen ASTM, GB, ABS, NACE und anderen Standards und erfüllen die strengen Anforderungen der Schiffstechnik.
• Zertifizierung durch Klassifikationsgesellschaften: Produkte werden von mehreren maßgeblichen Klassifikationsgesellschaften zertifiziert, um die Einhaltung von Projektvorschriften sicherzustellen und die Zertifizierungskosten der Kunden zu senken.
• Prüfmethoden: Wir kontrollieren die Material- und Komponentenqualität streng, indem wir zerstörungsfreie Prüfungen wie UT (Ultraschallprüfung), RT (Röntgenprüfung), PT (Eindringprüfung) sowie Salzsprühnebel- und Drucksimulationstests kombinieren, um eine langfristige Zuverlässigkeit in der Tiefsee oder in Umgebungen mit hohem Salzgehalt zu gewährleisten.

Stabile Lieferkette und effiziente Lieferung

• Vollständige Palette von Titanversorgung: Wir bieten ein komplettes Sortiment von Titanbarren und Titanplatten bis hin zu Titanrohren an und unterstützen kundenspezifische Spezifikationen, um die Komplexität der Lieferkette zu reduzieren.
• Effiziente Lieferung: Ein optimiertes Produktionsmanagement verkürzt die Lieferzyklen erheblich, um dringende Projekttermine einzuhalten.
• Professioneller technischer Support: Wir bieten Fachwissen in der Materialauswahl und Prozessoptimierung, um Projekte effizient voranzutreiben.

Kundensupport und After-Sales-Garantie

• Technische Beratung und Designlösungen: Professionelle Beratung bei der Materialauswahl, dem strukturellen Design und den Schweißprozessen wird für verschiedene Marineanwendungen angeboten, um die Projekteffizienz zu gewährleisten.
• Remote-Unterstützung: Technischer Remote-Support kann für Installation, Schweißen oder Inspektion arrangiert werden, um Kunden dabei zu helfen, die Kosten für Versuch und Irrtum zu senken.
• Schnelle Reaktion und Ersatzteile: Unsere Kundendienstkanäle reagieren schnell auf Probleme mit der Produktqualität oder dem Prozess. Wir führen gängige Titanmaterialien und Zubehör, um die laufende Wartung oder Aufrüstung zu unterstützen.

Häufig gestellte Fragen

Warum sind die Anschaffungskosten von Titan höher als von Edelstahl? Wird es wirklich langfristig Geld sparen?

Obwohl der Stückpreis von Titan etwa 3- bis 5-mal höher ist als der von Edelstahl, können durch seine 30-jährige wartungsfreie Lebensdauer etwa 45 % der Gesamtkosten eingespart werden. So wurden beispielsweise durch den Ersatz von Kupfer-Nickel-Legierungen durch Titanrohre auf einer Offshore-Plattform über 30 Jahre hinweg über 2 Millionen US-Dollar an Wartungskosten eingespart. Trotz der höheren Vorabinvestition, betrachtet über den gesamten Lebenszyklus, erweist sich Titan oft als wirtschaftlicher.

Wie wählt man die geeignete Titanlegierungssorte aus?

Die Auswahl basiert auf Faktoren wie Betriebsumgebung, Temperatur, Druck und korrosivem Medium:

• Für den Korrosionsschutz in flachem Wasser ist Gr2 (Industrial Pure Titanium) ausreichend.
• Für Hochdruckanwendungen in der Tiefsee ist Gr23 (Ti-6Al-4V ELI) mit ausgezeichneter Zähigkeit ideal für Tiefen von mehr als 6000 Metern.
• In schwefelhaltigen Umgebungen widersteht Gr7 (Ti-0,2Pd) effektiv der Korrosion durch Schwefelwasserstoff.
• Für spezifische Anforderungen an Belastung, Temperatur oder Ermüdung wenden Sie sich bitte an unser technisches Team, um genaue Empfehlungen zu erhalten.

Wie kann man galvanische Korrosion bei der Verbindung von Titan mit Kohlenstoffstahl oder Edelstahl verhindern?

Es wird empfohlen, isolierende Dichtungen (z. B. PTFE) zu verwenden oder Titan-Stahl-Übergangsverbindungen zu verwenden, um die Kontaktfläche in einem relativ stabilen Bereich zu kontrollieren. Darüber hinaus kann durch die Begrenzung der Stromdichte auf ≤0,1 mA/cm² (unter Bezugnahme auf die AMPP-Richtlinien) das Auftreten von galvanischer Korrosion effektiv verlangsamt werden.

Korrodiert Titan unter Hochdruckbedingungen in der Tiefsee?

Tests zeigen, dass die Korrosionsrate von Titan in Umgebungen mit 100.000 ppm Chloridionen und einem Druck von 30 MPa unter 0,001 mm/Jahr liegt (siehe ASTM G1). Für noch härtere Spaltkorrosion in der Tiefsee können Sorten wie Gr29 (mit Ruthenium) gewählt werden, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.

Welche Art von Prüfung und Qualitätskontrolle ist für Titan in der Tiefsee erforderlich?

Für Tiefseeanwendungen werden strengere zerstörungsfreie Prüfungen (UT, RT, PT), Salzsprühnebeltests und Hochdrucksimulationstests durchgeführt, um die Sicherheit und Stabilität des Materials unter extremen Bedingungen zu gewährleisten.

Ist das Titanschweißen komplex? Welche Standards sollten befolgt werden?

Das Titanschweißen erfordert im Vergleich zu Kohlenstoffstahl oder Edelstahl strengere Umwelt- und Betriebskontrollen. Es wird empfohlen, Laserschweißen (wodurch die Wärmeeinflusszone um 50 % reduziert werden kann) oder Argon-Lichtbogenschweißen (AWS D10.6M-Standard) zu verwenden, um sicherzustellen, dass die Schweißnaht ≥90 % des Grundmaterials beträgt (GB/T 3620). Bei dicken oder kritischen Bauteilen ist ein Schutzgas erforderlich, um die Schweißqualität weiter zu verbessern.

Wie kann die Sicherheit von Geräten gewährleistet werden, die langfristig in Meeresumgebungen mit hohem Salzgehalt und hoher Belastung betrieben werden?

Neben der Auswahl korrosionsbeständigerer Legierungstypen werden zusätzliche Oberflächenbehandlungen (wie z. B. Mikrolichtbogenoxidation oder Antifouling-Beschichtungen) empfohlen. Bei Bedarf sollten zerstörungsfreie Prüfungen (UT, RT) und Hochdrucksimulationsprüfungen durchgeführt werden. Regelmäßige Inspektionen und Korrosionsschutzbewertungen in einem jährlichen oder festgelegten Zyklus können die Lebensdauer des Materials effektiv verlängern.