به دلیل ناپایدار بودن آن از نظر ترمودینامیکی، تیتانیوم خالص در طبیعت وجود ندارد. با پتانسیل الکترود استاندارد -1.63V، تیتانیوم و آلیاژهای آن به راحتی یک فیلم اکسید محافظ و عالی (عمدتا TiO2) را در محیطهای جوی و آبی تشکیل میدهند. این لایه اکسید تیتانیوم را در حالت غیرفعال قرار می دهد و آن را در بسیاری از محیط های خورنده در برابر خوردگی بسیار مقاوم می کند.
پس از غیر فعال سازی، پتانسیل خود خوردگی تیتانیوم و آلیاژهای آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد. پتانسیل خوردگی طبیعی تیتانیوم در آب دریا در دمای 25 درجه حدود 0.1V است. فیلم غیر فعال تیتانیوم دارای خواص خود ترمیمی عالی است. اگر فیلم غیرفعال آسیب دیده باشد، می تواند به سرعت (در عرض 10 ثانیه) خود را ترمیم کند و یک فیلم محافظ جدید تشکیل دهد.
لایه اکسیدی تشکیل شده در دمای زیر 300 درجه کاملاً متراکم است و محافظت مؤثری در برابر خوردگی ایجاد می کند. توانایی تیتانیوم در مقاومت در برابر خوردگی در محیط های دریایی، همراه با خواص غیرفعال سازی منحصر به فرد آن، آن را به ماده ای بسیار مطلوب برای کاربردهای مختلف، به ویژه در صنایعی که در معرض شرایط خورنده چالش برانگیز قرار دارند، تبدیل می کند.
امکان سنجی کاربردهای مهندسی در مقیاس بزرگ
هیچ گلوگاه فناوری برای کاربردهای بزرگ آلیاژهای تیتانیوم در مهندسی دریایی وجود ندارد.
مسائل جوشکاری
جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم در محل هیچ چالش مهمی ایجاد نمی کند. تکنیکهای جوشکاری داخلی برای آلیاژهای تیتانیوم نسبتاً بالغ هستند، بهویژه برای آلیاژهای تیتانیوم درجه دریایی مانند TA2، Ti50، Ti75 و غیره.
مسائل بازرسی
اتصالات جوش داده شده آلیاژهای تیتانیوم و سایر محصولات مرتبط بر اساس استانداردهای مربوطه تحت بازرسی قرار می گیرند و دارای تجهیزات قابل حمل هستند که امکان بازرسی صاف در محل را فراهم می کند.
توصیه برای آلیاژهای خط لوله آب دریا
در شرایط فشار کم در خطوط لوله آب دریا، آلیاژ TA2 توصیه می شود. این آلیاژ نشانگرهای عملکرد مکانیکی Rm بزرگتر یا مساوی 400 مگاپاسکال، Rp0.2 بزرگتر یا مساوی 320 مگاپاسکال، A بزرگتر یا مساوی 20 درصد را نشان میدهد. آلیاژ TA2 یکی از رایج ترین گریدهای تیتانیوم است که در حال حاضر موجود است. دارای قابلیتهای پردازش عالی، تکنیکهای پردازش بالغ و هزینههای تولید پایینتر است.
برای موقعیتهایی که فشارهای بالاتری دارند، میتوان آلیاژهای تیتانیوم دیگری با سطوح مقاومت متفاوت را بر اساس درجه فشار در نظر گرفت، مانند Ti50، Ti75 و آلیاژهای مشابه. این آلیاژها همچنین دارای خواص ماشینکاری خوبی هستند و میتوانند از نظر اقتصادی به لولهها تبدیل شوند.
چگالی آلیاژهای تیتانیوم کوچک است، فقط 0.۵۷۷ برابر فولاد. به طور همزمان، استفاده از تجهیزات آلیاژ تیتانیوم میتواند هزینههای نگهداری و جایگزینی بعدی و همچنین هزینههای بالقوه خطر بالاتر مرتبط با نشت خوردگی را حذف کند.
در حال حاضر، قیمت مواد آلیاژ تیتانیوم در سطوح پایین تاریخی قرار دارد. قیمت تیتانیوم اسفنجی از 200،{1}} یوان/تن در سال 2006 به 46،{4}} یوان/تن کاهش یافته است. با بهبود مستمر در قابلیت های پردازش، هزینه های پردازش لوله های آلیاژ تیتانیوم نیز به طور پیوسته کاهش یافته است. این عوامل فرصت های بسیار خوبی را برای استفاده گسترده از آلیاژهای تیتانیوم ارائه می دهند.
