钛钢复合板在海洋构筑物的应用

钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料，但缺点是成本较高。特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛钢复合板。钛与普通钢的复合材称之为钛钢复合材，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构物的强度，重要的是成本也大幅度下降了。近年来，钛钢复合板又增添了新用途，即在海洋土木领域开始适用于钢构造物的防蚀材。这不仅是因其成本较低，作为主体的钢构造物的焊接安装来看，也必须采用钛钢复合板。爆炸法、厚板轧制法制造的钛钢复合板为厚板，其用途主要用作耐蚀性构造材料。高纯度对酞酸设备等的化工设备、冷凝器的管板用在发电设备上。连续热轧制造的钛钢复合板为薄板，主要用在海洋钢构造物的衬里，应用领域为海洋土木。

钛在流动的海水中具有非常优良的耐蚀性,目前有两种方法使钛材能够作为海洋构筑物防蚀材。一种是把钛板和有机系防蚀材制成复合包覆材;第二种方法是用钛钢复合板包覆焊接到新建的建筑物上。就第二种方法而言,尚存在二种问题,其一就是将钛作为衬里的接合问题。仅钛独自用作构筑物在经济上是不成立的。只有充分发挥钛的耐蚀性能,将构筑物主体用钢制造才是经济的。然而将钛 直接与铁焊接形成的脆性金属间化合物也是不实用的。只有将钛与钢采用热轧一体化工艺的「钛钢复合板」,将复合板的钢部分焊接接合将钢构筑物的主体上,再利用复合材钛的防蚀性。其二钛钢复合板的尺寸问题。以前因不能制造出钛钢复合薄板,用该材作为衬里材时因板太厚使其尺寸与形状受到限制。因此采用薄钢板制造工艺时采用连续热轧机,其厚度只有5mm的线圈状钛复合薄钢板。该复合钢板的接合强度约150-200MPa,略高于日本标准JIS-G3603所规定的值,适合作防蚀材料衬里材。这种钛钢复合薄板的优点在于:(1)钛在海水中基本上不腐蚀,钛金属离子也不会溶出;(2)钛生物体没有毒性,对周围的生态环境没有影响;(3)如果钛能在超长期时间内不发生腐蚀,那么对环境而言将是一种极友好的材料 。

日本四面临海,经济活动的基地设在近海区,随着经济发展的需要，流通、交通、城市功能等设施的空间正在利用海域，并且从过去的内海、内湾的浅海域向现在的外海、深海域发展。为此,日本设立了超大型浮式技术研究小组,对数公里规模,耐用100年的超大型浮式海洋构筑物进行了理论研究和实地试验。而钛材具有优良的腐蚀性能,在海水环境下溶出离子极少,无毒性,不必担心污染环境等优点,因而成为海洋构筑物的首选材料。目前在横须贺建造了一个超大型浮式海洋构筑物,在海水飞沫冲刷处使用了钛钢复合材。新开发的钛钢复合板基本上与高级不锈钢的制造成本相同。在东京湾横跨道路的建设中就使用了钛材做桥墩的防溅躯干,每个桥墩的钛材用量为0.9t。