Sujetadores de titanio para uso marino

El entorno marino es reconocido como uno de los entornos de corrosión más exigentes del mundo, caracterizado por múltiples factores corrosivos, como la alta concentración de sal, el fuerte impacto de las mareas, la adhesión microbiana y las fluctuaciones de temperatura. Los sujetadores, componentes estructurales esenciales en proyectos de ingeniería marina como barcos, plataformas marinas, tuberías submarinas y equipos de generación de energía maremotriz, están sujetos a corrosión a largo plazo causada por medios corrosivos y cargas dinámicas. El titanio es un material ideal para sujetadores marinos debido a su extremadamente baja tasa de corrosión marina (la tasa de corrosión anual en agua de mar es inferior a 0.001 mm), excelente relación resistencia-peso (resistencia comparable a la del acero, con solo el 57 % de su peso) y excelente resistencia a la fatiga. Con más de una década de experiencia en la investigación, el desarrollo y la fabricación de sujetadores de titanio, Wstitanium comprende a la perfección los requisitos específicos de los sujetadores en la ingeniería marina y ha establecido un sistema integral de tecnología central, desde la personalización del material hasta la entrega del producto terminado.

Fabricación de sujetadores de titanio marinos

Los sujetadores de titanio para aplicaciones marinas deben cumplir simultáneamente cuatro requisitos clave: resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga, alta precisión y gran adaptabilidad. Wstitanium ha desarrollado una matriz tecnológica específica centrada en el mecanizado de precisión CNC, el tratamiento térmico personalizado y el tratamiento de superficies específico para aplicaciones marinas.

Mecanizado de precisión CNC

Wstitanium ha invertido en alta precisión Mecanizado CNC de 5 ejes Centros de mecanizado y rectificadoras de roscas CNC. Estas máquinas ofrecen una precisión de posicionamiento de ±0.002 mm y una repetibilidad de ±0.001 mm, lo que permite el mecanizado preciso de pernos, tuercas, arandelas y otros elementos de fijación desde M4 hasta M120. Para los pernos prisioneros extra largos utilizados en plataformas marinas (hasta 5000 mm de longitud), se emplea un proceso de mecanizado segmentado combinado con un enderezamiento general. Los husillos dobles de un torno CNC específico se accionan sincronizadamente para evitar vibraciones de mecanizado causadas por relaciones de aspecto excesivas, lo que garantiza errores de rectitud de los pernos de ≤0.1 mm/m.

Tratamiento térmico

Los sujetadores de titanio marinos deben soportar cargas dinámicas como el impacto de las olas y la vibración de los equipos. Sus propiedades mecánicas (en particular, la resistencia a la fatiga y la tenacidad) determinan directamente la seguridad estructural. Wstitanium ha desarrollado diversos procesos de tratamiento térmico personalizados, adaptados a las características de carga de diferentes zonas marinas (zona de salpicadura, zona de amplitud de mareas, zona de inmersión total y zona sumergida) para lograr un equilibrio preciso entre resistencia y tenacidad.

1. Recocido para aliviar tensiones

Esta tecnología se utiliza principalmente para eliminar las tensiones internas generadas durante el mecanizado CNC, evitando así el agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por la concentración de tensión en los sujetadores en el entorno marino.

2. Envejecimiento de la solución

Para los componentes de ingeniería marina sujetos a cargas elevadas (como pernos de patas de plataformas marinas y sujetadores de sistemas de propulsión de barcos), Wstitanium utiliza un tratamiento térmico combinado de “solución + envejecimiento” para mejorar la resistencia.

3. Estabilización a baja temperatura

Para fijaciones en zonas completamente sumergidas y sumergidas, donde el riesgo de corrosión microbiana y fragilización por hidrógeno es mayor, Wstitanium utiliza de forma innovadora la estabilización a baja temperatura. Mantener la pieza de trabajo a 250-300 °C durante 10-12 horas promueve la formación de una densa película de óxido de TiO₂ en la superficie, lo que mejora la resistencia a la corrosión microbiana. También promueve la liberación lenta del hidrógeno absorbido en el material, reduciendo el contenido de hidrógeno a menos de 5 ppm, previniendo eficazmente la fragilización por hidrógeno.

Tratamiento de superficies

En entornos marinos, la niebla salina, la inmersión en agua de mar y la adhesión microbiana son las principales causas de fallos por corrosión en los sujetadores. El tratamiento superficial es clave para mejorar el rendimiento de protección.

1. Decapado y pasivación

Como proceso básico de tratamiento de superficies, su objetivo principal es eliminar las incrustaciones de mecanizado, las manchas de aceite y los defectos microscópicos, formando una película de pasivación uniforme. Wstitanium utiliza una solución de decapado mixta ecológica (HF:HNO₃:H₂O = 1:4:15) para inmersión a temperatura ambiente durante 8-12 minutos. El HF disuelve la capa de óxido, mientras que el HNO₃ forma una película de pasivación sobre la superficie de titanio, eliminando rápidamente las impurezas superficiales. A continuación, el producto se coloca en un baño de pasivación a 50 °C (solución de ácido nítrico al 25 %) durante 40 minutos, formando una densa película de pasivación de TiO₂ de 8-12 nm de espesor. La rugosidad superficial Ra es ≤ 0.8 μm y puede resistir 1500 horas de pruebas sin corrosión en una prueba de niebla salina neutra.

2. Oxidación por microarco

Para los sujetadores en la zona de salpicaduras (la zona más corrosiva), Wstitanium utiliza tecnología de oxidación por microarco para aplicar un recubrimiento cerámico. Esta tecnología utiliza sujetadores de titanio como ánodos. Se aplican descargas de pulsos de alto voltaje de 1000-1500 V en un electrolito de silicato, lo que genera microarcos en la superficie y forma un recubrimiento cerámico de TiO₂ de 50-100 μm de espesor. El recubrimiento alcanza una resistencia de adhesión al sustrato de ≥60 MPa y una dureza de HV800-1200. Presenta una excelente resistencia a la corrosión por niebla salina (sin óxido rojo tras una prueba de niebla salina de 5000 horas) y una excelente resistencia al desgaste, al impacto de las olas y a la abrasión por arena.

Wstitanium ofrece rápidas posibilidades de personalización, incluyendo pernos de cabeza hexagonal, pernos de brida, pernos prisioneros, tuercas de seguridad, juntas espirales, tornillos de fijación y más. Disponible en tamaños de M4 a M120 y longitudes de hasta 6000 mm, es ideal para buques, plataformas marinas, tuberías submarinas y más. En cuanto a la personalización estructural, se diseñan estructuras especiales según las características de conexión del equipo, como tuercas con dientes antiaflojamiento, pernos de brida con ranuras de sellado, juntas con formas especiales, etc., para resolver el problema de compatibilidad entre los sujetadores tradicionales y los equipos marinos.