Titaniumfastgørelseselementer til marine

Havmiljøet er anerkendt som et af verdens mest krævende korrosionsmiljøer, karakteriseret ved flere korrosionsfaktorer, herunder høj saltspray, stærke tidevandspåvirkninger, mikrobiel vedhæftning og temperaturudsving. Fastgørelseselementer, centrale strukturelle komponenter i marinetekniske projekter såsom skibe, offshore-platforme, undersøiske rørledninger og tidevandskraftværker, er udsat for langvarig korrosion fra korrosive medier og dynamiske belastninger. Titanium er et ideelt materiale til marine fastgørelseselementer på grund af dets ekstremt lave marine korrosionshastighed (årlig korrosionshastighed i havvand er mindre end 0.001 mm), fremragende styrke-til-vægt-forhold (styrke sammenlignelig med stål med kun 57 % af stålets vægt) og fremragende udmattelsesmodstand. Med over et årtis erfaring inden for forskning, udvikling og fremstilling af titaniumfastgørelseselementer har Wstitanium en præcis forståelse af de unikke krav til fastgørelseselementer inden for marineteknik og har etableret et omfattende kerneteknologisystem, fra materialetilpasning til levering af færdige produkter.

Fremstilling af marine titaniumfastgørelseselementer

Marine titaniumfastgørelseselementer skal samtidig opfylde de fire nøglekrav: "korrosionsbestandighed, udmattelsesbestandighed, høj præcision og stærk tilpasningsevne." Wstitanium har udviklet en målrettet teknologimatrix centreret omkring CNC-præcisionsbearbejdning, tilpasset varmebehandling og marinespecifik overfladebehandling.

CNC præcisionsbearbejdning

Wstitanium har investeret i højpræcisionsteknologi 5-akset CNC-bearbejdning Centre og CNC-gevindslibere. Disse maskiner kan prale af en positioneringsnøjagtighed på ±0.002 mm og en repeterbarhed på ±0.001 mm, hvilket muliggør præcis bearbejdning af bolte, møtrikker, skiver og andre fastgørelseselementer fra M4 til M120. Til ekstra lange stiftbolte, der anvendes på offshore-platforme (op til 5000 mm i længden), anvendes en segmenteret bearbejdningsproces kombineret med generel rettning. De dobbelte spindler i en dedikeret CNC-drejebænk drives synkront for at undgå bearbejdningsvibrationer forårsaget af for store aspektforhold, hvilket sikrer boltrethedsfejl på ≤0.1 mm/m.

Varmebehandling

Marine titaniumbefæstelseselementer skal modstå dynamiske belastninger såsom bølgepåvirkning og udstyrsvibrationer. Deres mekaniske egenskaber (især udmattelsesstyrke og sejhed) bestemmer direkte den strukturelle sikkerhed. Wstitanium har udviklet en række tilpassede varmebehandlingsprocesser, der er skræddersyet til belastningsegenskaberne i forskellige marine zoner (stænkzone, tidevandszone, fuldt nedsænket zone og nedsænket zone) for at opnå en præcis balance mellem styrke og sejhed.

1. Stressaflastningsglødning

Denne teknologi bruges primært til at eliminere interne spændinger, der genereres under CNC-bearbejdning, og forhindrer spændingskorrosion forårsaget af spændingskoncentrationer i fastgørelseselementer i det marine miljø.

2. Løsningsaldring

Til maritime komponenter, der udsættes for høje belastninger (såsom benbolte til offshore-platforme og fastgørelseselementer til skibsfremdriftssystemer), anvender Wstitanium en kombineret "opløsning + ældning"-varmebehandling for at forbedre styrken.

3. Stabilisering ved lav temperatur

Til fastgørelseselementer i fuldt nedsænkede zoner og nedsænkede zoner, hvor risikoen for mikrobiel korrosion og brintforsprødning er højere, anvender Wstitanium innovativt "lavtemperaturstabilisering". Ved at holde emnet ved 250-300 °C i 10-12 timer fremmes dannelsen af ​​en tæt TiO₂-oxidfilm på overfladen, hvilket forbedrer modstandsdygtigheden over for mikrobiel korrosion. Det fremmer også den langsomme frigivelse af brint absorberet i materialet, hvilket reducerer brintindholdet til under 5 ppm og effektivt forhindrer brintforsprødning.

Overfladebehandling

I marine miljøer er salttåge, nedsænkning i havvand og mikrobiel fastgørelse de primære årsager til korrosionsfejl i fastgørelseselementer. Overfladebehandling er et vigtigt skridt i at forbedre den beskyttende ydeevne.

1. Bejdsning og passivering

Som en grundlæggende overfladebehandlingsproces er dens kerneformål at fjerne bearbejdningsglødeskaller, oliepletter og mikroskopiske defekter og danne en ensartet passiveringsfilm. Wtitanium bruger en miljøvenlig blandet bejdseopløsning (HF:HNO₃:H₂O = 1:4:15) til nedsænkning ved stuetemperatur i 8-12 minutter. HF opløser oxidlaget, mens HNO₃ danner en passiveringsfilm på titanoverfladen og hurtigt fjerner overfladeurenheder. Produktet placeres derefter i et 50°C passiveringsbad (25% salpetersyreopløsning) i 40 minutter, hvorved der dannes en tæt TiO₂-passiveringsfilm med en tykkelse på 8-12 nm. Overfladeruheden Ra er ≤ 0.8 μm, og det kan modstå 1500 timers korrosionsfri testning i en neutral saltspraytest.

2. Mikrobueoxidation

Til fastgørelseselementer i stænkzonen (det mest korrosive område) bruger Wstitanium mikrobueoxidationsteknologi til at påføre en keramisk belægning. Denne teknologi bruger titaniumfastgørelseselementer som anoder. Højspændingspulsudladninger på 1000-1500V påføres i en silikatelektrolyt, hvilket genererer mikrobuedannelse på overfladen og danner en 50-100μm tyk TiO₂ keramisk belægning. Belægningen opnår en bindingsstyrke på ≥60 MPa til substratet og en hårdhed på HV800-1200. Den udviser fremragende salttågekorrosionsbestandighed (ingen rød rust efter en 5000-timers salttågetest) og fremragende slidstyrke, der modstår bølgeslag og sandafskrabning.

Wstitanium tilbyder hurtige tilpasningsmuligheder, herunder sekskantede hovedbolte, flangebolte, pindbolte, låsemøtrikker, spiralviklede pakninger, sætskruer og mere. Den fås i størrelser fra M4 til M120 og længder op til 6000 mm og er velegnet til skibe, offshore-platforme, undersøiske rørledninger og mere. Med hensyn til strukturel tilpasning designes specialstrukturer i henhold til udstyrets forbindelsesegenskaber, såsom møtrikker med tænder, der ikke løsner sig, flangebolte med tætningsriller, specialformede pakninger osv. for at løse kompatibilitetsproblemet mellem traditionelle fastgørelseselementer og maritimt udstyr.