近年来，，我国执行了大量海洋舰艇、海洋石油钻井平台、海水淡化、人为岛礁建设等重大工程，，对上述领域中大型设备使用的各类高强耐蚀金属管材的需要呈大幅增长趋向。由于金属管材必要在复杂恶劣海洋环境（强侵蚀、台风、强对流、高温、高压、生物附着）中利用，，对其耐蚀机能有极高要求，，钛及钛合金拥有髙强韧性、无磁、低密度及优异的耐蚀机能等怪异优势，，成为上述领域大型设备中最为梦想的资料。大量使用经验证实，，低合金钢管路系统使用寿命为12年，，Cu/Ni管路系统使用寿命也仅有6?8年，，远达不到海水管路设计寿命要求。钛拥有高强、高韧性、比强度高、质轻、无磁、耐海水侵蚀和海洋大气侵蚀等特点，，钛及钛合金管道的侵蚀寿命大于12万小时，，服役期限60年以上，，在恶劣的海洋工况前提下，，钛合金资料的全寿命是其他金属资料无法比力的，，在设备寿命实现之后可百分之百无害化回收。因而，，是海洋设备的最佳选材。

1、海洋设备的特点

①海洋设备属大型金属构筑物，，体形吨位大，，投资用度高，，粉碎损失大。

②系统结构复杂、职能齐全，，工况前提复杂恶劣，，对靠得住性要求高，，建造技术难度大。

③资料延寿对保险海洋设备和结构物齐全性、靠得住性和安全性，，推进资源
；；ず涂沙中⒄褂涤兄匾囊馑。

④提高海洋设备机能重要涉及提高耐侵蚀性、轻量化、高强高韧资料利用、靠得住性和全寿命周期产品经济性。

2、钛合金管材的优势

钛合金拥有熔点高、密度小、强度大、耐侵蚀、超导、状态影象和储氢等一系列重要个性，，宽泛利用于航空、航天、舰船、核电、医疗、化工、冶金、电子、体育休闲、构筑等领域，，被人们誉为“第三金属”、“空中金属”和“海洋金属”。管材用于气态、液态介质的传输通道，，是国民经济各领域的基础性产品，，钛合金管材由于其自身的质轻、耐侵蚀机能好的优异特点，，在航空发起机、航天飞行器、石油输送管路、化工设备、海洋环境施工及海上各类作业平台等有着宽泛的利用，，诸如沿海电站、海上油气开采输送、海水淡化、海西化工出产、制碱制盐、石油精辟设备等，，远景极度辽阔。

推广利用钛资料是船舶与海洋工程设备最重要的技术发展方向之一。钛合金管材已被蓬勃国度宽泛利用于船舶与海洋工程设备中，，大量选取钛材，，使其设备的安全靠得住机能得以提高，，设备体积减小，，质量减轻，，设备破损变乱和维修保养次数显著削减，，极大耽搁了使用寿命。

3、钛合金管材加工机能特点

钛合金室温塑性较低，，变形抗力大，，但其在α+β两相区和β相区拥有优良的塑性和较低的变形抗力，，因而，，钛合金资料的成型制作或各类型材制备（板、棒、管等）均需加热至相变点左近进行。

由于钛合金在高温下易于与氧、氮、碳等产生化学反映且易于吸氢，，导致钛合金变形机能急剧降落并影响资料的服役机能，，加之钛合金导热系数低，，大型坯料加热时，，往往会导致截面温差大，，极易导致变形过程开裂
；；此外，，钛合金变形区温度领域较窄，，且对应变速度较为敏感，，通常须在较低速度下变形
；；同时，，由于变形后冷却速度直接影响其室温平衡态组织和构件的服役机能，，因而，，变形过程中应维持变形温度的恒定或采取措施降低其温降的速度以使其拥有足够的塑性。

我国大口径钛合金管材制备技术分析

传统的钛合金无缝管出产工艺为挤压穿孔、斜轧穿孔+多道次冷轧、钻镗孔工艺。目前，，国内利用传统工艺能够制备小规格钛合金管材，，并在航空、航天、船舶以及石油化工领域利用，，有力支持了兵器设备和国民经济的发展。

（1）传统钻镗孔、挤压工艺：：钻镗孔加工是直接利用钛合金棒材经钻镗加工，，无需加热工序及压延成型，，资料利用率极低，，通常不及50%，，因而，，综合成本很高。同时，，不适合加工长径比力大以及薄壁管材。

挤压成型技术可获得较大的变形量，，晶粒藐小，，毛管壁厚均匀度节制较难。挤压成型通常选取玻璃粉光滑或包铜套光滑，，玻璃粉光滑挤压钛合金管工艺在我国尚不成熟，，在挤压后段光滑成效不梦想，，极易造成模具和挤压管材的理论严重危险，，制作成本高，，出产效能和产品质量低
；；包铜套光滑成效较好，，能够得到较好的钛合金管理论质量，，但包铜套资料亏损较大，，去除附着在钛合金管理论的包铜套耗酸比力多，，容易造成环境传染。

（2）传统穿孔（曼式）+冷轧工艺：：冷轧工序繁多，，出产效能极低，，必要进行多道次轧制，，道次变形小，，道次间退火能耗高，，且酸洗传染环境。该工艺只适合轧制纯钛和变形抗力低的合金管材，，不能轧制高强度的钛合金管（如：：TC4）。该工艺成材率在75%左右。

随着我国高端设备的发展，，对大规格钛合金管材有着明确的需要，，鑫鹏源智能设备集团有限公司集多年无缝管技术研发和出产实际，，突破了高耐蚀钛及钛合金管材制作技术难题，，独创了海水管路系统用大口径钛合金管材制作技术集成，，选取钢—钛结合出产模式、缩短工艺流程，，提高成材率和出产效能，，形成拥有自主知识产权的钻研成就。其中《海水管路系统用大口径钛及钛合金管材制作技术集成》由中国有色工业协会组织的专家组评审，，专家组长由原中国工程院副院长干勇院士担任，，驰名航空钛合金专家曹春晓院士任副组长。专家组成员还有北京有色金属钻研院张国成院士，，西北有色金属钻研院副院长颜学柏教授，，有色工业协会原秘书长马世光教授。专家组成是有色工业协会积年来级别最高的一次。经过近5个小时的资料评审和答辩，，专家们一致以为成就为颠覆性创新，，开创了大口径钛管材轧制的先河，，最终评定成就达到了世界当先水平。

针对钛合金资料的个性，，通过节制开轧温度、总直径压下率、椭圆度系数、变形速度、顶前压下率及孔腔节制等工艺参数，，保险全工艺过程的不变进行，，内外理论质量、尺寸精度及各项机能指标齐全满足工艺要求。该制备技术拥有以下利益：：

①该技术针对钛合金变形抗力大的特点，，通过对斜轧穿孔机、多职能轧机和双系列微张力减径机等设备的创新性提升，，增长主电机轧制力，，通过一次环形炉加热，，在穿孔、热轧、定径、改过工序间选取智能温控系统和急剧移送装置，，最大限度降低坯料的温降速度以保障其拥有足够的塑性，，适应钛合金变形温度领域窄的特点。

②该工艺出格合用于大口径钛合金管材轧制成型，，外径规格达到φ530mm，，壁厚涵盖5-36mm，，产品长度可达12米以上。相对于挤压+冷轧工艺和钻镗孔加工工艺，，其加工成本降低50%以上
；；相对于传统钻镗孔加工，，钛合金管材利用率提高40%以上
；；相对于传统挤压成型工艺，，出产效能成倍提高。实现了高效能、低成本，，攻克了钛合金两辊斜轧压延成型出产大口径钛合金管材的技术瓶颈，，基于工艺的先进性和技术的成熟性，，成材率最高可达95%。

大口径钛合金管材的利用及发展远景

目前，，国内舰船设备用钛重要蕴含: 潜艇的主冷凝器、钛合金鱼雷发射水缸、核动力压水堆一回路系统危机冷却器、声纳导流罩、钛合金螺旋桨、柴油机排烟管道及通海管路系统、有关管路及泵阀系统、深潜器耐压壳体及辅助系统。其中海水管路典型规格：：φ308x4mm，，φ285x5mm
；；舰船主海水配管系统：：φ12.7~304.8mm。

由于钛及钛合金的密度低、耐侵蚀、强度高，，能够大大降低设备的重量，，所以只管从单价上讲，，钛及钛合金会贵一些，，但设备的总体重量降低后，，钛及钛合金一次性投入反而不会过高于其它资料，，甚至于会低于其它资料。钛及钛合金管利用远景巨大，，随着高效、短流程、低成本出产技术的成熟和推广，，很多铜及铜合金管利用的领域都能被钛及钛合金管代替。

①船舶制作方面，，舰船及大型油轮用的管材是铜合金管利用重要领域。舰船用铜合金管重要有BFe30-1-1、BFe10-1-1白铜管和HAl77-2铝黄铜管。由于在海上接触介质多为海水，，所以要求管材拥有优异的耐海水侵蚀能力和较高的力学机能、工艺机能。：Ｑ蠊こ倘然セ蛔爸檬褂猛巴辖鸸，，如其他船用热互换管重要蕴含：：柴油发起机和发电机以及其他辅助系统等的冷油器、水冷却器和给水加热器等的传热管，，该类产品规格各别。

②海洋工程和大吨位舰船的建设要求配套更高精度和更大口径的耐蚀管道装置用管，，以提高一次传输量和排水量。同时还要以高的尺寸精度保障管道装配的高密封性，，据相识，，目前德国、韩国等国度的大口径船用及采油平台等无缝白铜排水管的最大直径已达到φ520mm以上。

随着我国海洋强国战术的逐步深入，，在海工设备、海洋油气田勘探开发、舰船等领域，，大口径高强高耐蚀的无缝管管材需要不休增长。大口径钛合金无缝管的规
；；霾透咝、短流程、低成本制备技术的产业化推广利用将进一步满足市场对钛及钛合金产品的低成本化需要。同时，，目前钛产业集中度不高，，各出产厂商应积极与国度尺度的制订和设计单元、高档院校，，下游用户及其他有关配套设备出产企业精诚合作成立国度级钛技术经济网络服务平台，，形成合力，，共同推动钛合金的市场开发，，并争取国度赐与政策和金融支持，，进一步推动钛合金管材的更宽泛利用。

有关链接