Aufgrund seiner thermodynamischen Instabilität kommt reines Titan daher in der Natur nicht vor. Mit einem Standardelektrodenpotential von -1,63 V bilden Titan und seine Legierungen in atmosphärischen und wässrigen Umgebungen leicht einen schützenden und hervorragenden Oxidfilm (hauptsächlich TiO2). Dieser Oxidfilm versetzt Titan in einen passivierten Zustand, wodurch es in vielen korrosiven Umgebungen äußerst korrosionsbeständig ist.
Nach der Passivierung erhöht sich das Selbstkorrosionspotential von Titan und seinen Legierungen deutlich. Das natürliche Korrosionspotential von Titan in Meerwasser bei 25 Grad beträgt etwa 0,1 V. Der Passivierungsfilm aus Titan verfügt über hervorragende Selbstheilungseigenschaften. Wenn der Passivierungsfilm beschädigt ist, kann er sich schnell (innerhalb von 10 Sekunden) selbst reparieren und einen neuen Schutzfilm bilden.
Der bei Temperaturen unter 300 Grad gebildete Oxidfilm ist recht dicht und bietet einen wirksamen Korrosionsschutz. Die Fähigkeit von Titan, Korrosion in Meeresumgebungen zu widerstehen, kombiniert mit seinen einzigartigen Passivierungseigenschaften, macht es zu einem äußerst wünschenswerten Material für verschiedene Anwendungen, insbesondere in Branchen, die anspruchsvollen korrosiven Bedingungen ausgesetzt sind.
Machbarkeit groß angelegter technischer Anwendungen
Für großtechnische Anwendungen von Titanlegierungen im Schiffsbau bestehen keine technologischen Engpässe.
Schweißprobleme
Das Schweißen von Titanlegierungen vor Ort stellt keine nennenswerten Herausforderungen dar. Inländische Schweißtechniken für Titanlegierungen sind relativ ausgereift, insbesondere für Titanlegierungen in Marinequalität wie TA2, Ti50, Ti75 und andere.
Inspektionsprobleme
Schweißverbindungen aus Titanlegierungen und anderen verwandten Produkten werden auf der Grundlage entsprechender Normen geprüft und verfügen über tragbare Geräte, die eine reibungslose Prüfung vor Ort ermöglichen.
Empfehlung für Meerwasser-Pipeline-Legierungen
Bei Niederdruckbedingungen in Meerwasserleitungen wird die Legierung TA2 empfohlen. Diese Legierung weist mechanische Leistungsindikatoren von Rm größer oder gleich 400 MPa, Rp0,2 größer oder gleich 320 MPa und A größer oder gleich 20 % auf. Die TA2-Legierung ist derzeit eine der am häufigsten verwendeten Titansorten. Es zeichnet sich durch hervorragende Verarbeitungsfähigkeiten, ausgereifte Verarbeitungstechniken und entsprechend niedrigere Produktionskosten aus.
Für Situationen mit höheren Drücken können je nach Druckstufe andere Titanlegierungen mit unterschiedlichen Festigkeitsniveaus in Betracht gezogen werden, z. B. Ti50, Ti75 und ähnliche Legierungen. Darüber hinaus verfügen diese Legierungen über gute Zerspanungseigenschaften und können wirtschaftlich zu Rohren verarbeitet werden.
Die Dichte von Titanlegierungen ist gering und beträgt nur das 0,577-fache der von Stahl. Gleichzeitig können durch den Einsatz von Titanlegierungsgeräten die nachfolgenden Wartungs- und Austauschkosten sowie die potenziell höheren Risikokosten im Zusammenhang mit Korrosionslecks entfallen.
Derzeit liegen die Preise für Titanlegierungsmaterialien auf historisch niedrigen Niveaus. Der Preis für Titanschwamm ist von 200.000 Yuan/Tonne im Jahr 2006 auf 46.000 Yuan/Tonne gesunken. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Verarbeitungsmöglichkeiten sind auch die Verarbeitungskosten von Rohren aus Titanlegierungen stetig gesunken. Diese Faktoren bieten hervorragende Möglichkeiten für den breiten Einsatz von Titanlegierungen.
