Do không ổn định về mặt nhiệt động nên titan nguyên chất không tồn tại trong tự nhiên. Với thế điện cực tiêu chuẩn là -1.63V, titan và các hợp kim của nó dễ dàng tạo thành một màng oxit bảo vệ và xuất sắc (chủ yếu là TiO2) trong môi trường khí quyển và nước. Lớp oxit này đặt titan ở trạng thái thụ động, khiến nó có khả năng chống ăn mòn cao trong nhiều môi trường ăn mòn.
Sau khi thụ động hóa, khả năng tự ăn mòn của titan và hợp kim của nó tăng lên đáng kể. Khả năng ăn mòn tự nhiên của titan trong nước biển ở nhiệt độ 25 độ là khoảng 0.1V. Màng thụ động của titan có đặc tính tự phục hồi tuyệt vời. Nếu màng thụ động bị hỏng, nó có thể nhanh chóng (trong vòng 10 giây) tự sửa chữa, tạo thành một lớp màng bảo vệ mới.
Màng oxit hình thành ở nhiệt độ dưới 300 độ khá dày đặc và bảo vệ chống ăn mòn hiệu quả. Khả năng chống ăn mòn của titan trong môi trường biển, kết hợp với đặc tính thụ động độc đáo của nó, khiến nó trở thành vật liệu rất được ưa chuộng cho các ứng dụng khác nhau, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp có điều kiện ăn mòn đầy thách thức.
Tính khả thi của các ứng dụng kỹ thuật quy mô lớn
Không có nút thắt công nghệ nào đối với các ứng dụng quy mô lớn của hợp kim titan trong kỹ thuật hàng hải.
Vấn đề hàn
Việc hàn hợp kim titan tại chỗ không đặt ra thách thức đáng kể nào. Kỹ thuật hàn hợp kim titan trong nước tương đối hoàn thiện, đặc biệt đối với các hợp kim titan cấp hải quân như TA2, Ti50, Ti75, v.v.
Vấn đề kiểm tra
Các mối hàn bằng hợp kim titan và các sản phẩm liên quan khác được kiểm tra dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng và có thiết bị cầm tay, cho phép kiểm tra tại chỗ một cách suôn sẻ.
Khuyến nghị cho hợp kim đường ống nước biển
Trong trường hợp điều kiện áp suất thấp trong đường ống dẫn nước biển, nên sử dụng hợp kim TA2. Hợp kim này thể hiện các chỉ số hiệu suất cơ học Rm Lớn hơn hoặc bằng 400MPa, Rp0.2 Lớn hơn hoặc bằng 320MPa, A Lớn hơn hoặc bằng 20%. Hợp kim TA2 là một trong những loại titan được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Nó tự hào có khả năng xử lý tuyệt vời, kỹ thuật xử lý hoàn thiện và chi phí sản xuất tương ứng thấp hơn.
Đối với các tình huống liên quan đến áp suất cao hơn, các hợp kim titan khác có mức độ bền khác nhau có thể được xem xét dựa trên mức áp suất, chẳng hạn như Ti50, Ti75 và các hợp kim tương tự. Những hợp kim này cũng có đặc tính gia công tốt và có thể được gia công thành ống một cách kinh tế.
Mật độ của hợp kim titan nhỏ, chỉ gấp 0,577 lần so với thép. Đồng thời, việc sử dụng thiết bị hợp kim titan có thể loại bỏ chi phí bảo trì và thay thế tiếp theo cũng như chi phí rủi ro cao hơn liên quan đến rò rỉ ăn mòn.
Hiện tại, giá vật liệu hợp kim titan đang ở mức thấp lịch sử. Giá titan xốp đã giảm từ 200,{1}} nhân dân tệ/tấn năm 2006 xuống còn 46,000 nhân dân tệ/tấn. Với sự cải tiến liên tục về khả năng xử lý, chi phí xử lý ống hợp kim titan cũng giảm dần. Những yếu tố này mang lại cơ hội tuyệt vời cho việc sử dụng rộng rãi hợp kim titan.
