(1. Introduktion
Havet, som står för cirka 71 procent av jordens yta, innehåller rikliga resurser. Det har blivit en av riktningarna för människors ansträngningar under många år att utveckla och utnyttja havet och göra havet till källan till vår enorma rikedom. Havsvatten är dock frätande på grund av dess salthalt på cirka 3,5 procent. Vissa biologiska föroreningar i havet påskyndar dessutom korrosionen av havsvatten.
Titan är ett material med utmärkta fysikaliska egenskaper och stabila kemiska egenskaper. Titan och dess legeringar har hög hållfasthet, liten specifik vikt och är resistenta mot havsvattenkorrosion och marin atmosfärskorrosion, vilket väl kan uppfylla kraven för människors applikationer inom marinteknik. Efter år av hårt arbete av människor inom titanindustrin och havstekniska applikationsforskare, har titan använts i stor utsträckning inom områdena offshore olje- och gasutveckling, hamnkonstruktion, kustkraftverk, avsaltning av havsvatten, fartyg, marint fiske och marin termisk energi omvandling. Nu har titan för marinteknik blivit ett av huvudområdena för civil tillämpning av titan.
(II) Ansökningsstatus
2.1 Offshore olje- och gasutveckling
Olja är livsnerven i ett lands ekonomi. Det uppskattas att världens utvinningsbara oljereserver är 300 miljarder ton, varav havsbottnens oljereserver är cirka 130 miljarder ton. Utvecklingen av ubåtsolja började i början av 1900-talet. Dess utveckling har gått genom processen från offshore till fjärran hav, från grunt hav till djupt hav. Begränsad av tekniska förhållanden och materiell utveckling kunde till en början endast olje- och naturgasfyndigheter som sträcker sig direkt från kusten till det grunda havet utnyttjas. Sedan 1980-talet, stimulerat av energikrisen och tekniska framsteg, har oljeprospektering och utveckling till havs utvecklats snabbt, och oljeutvecklingen till havs har snabbt avancerat till kontinentalsockeln och gradvis bildat en ny oljeindustrisektor till havs. Offshore-borrplattformen är arbetsbasen för prospektering och exploatering av undervattensolja och gas, och den markerar nivån på undervattensolja och gasutvecklingsteknologi. Utrustning för oljeproduktion till havs omfattar huvudsakligen oljeproduktionsplattformar och hjälputrustning, såsom råoljekylare, oljestigare, pumpar, ventiler, leder och fixturer. Dessa enheter är i kontakt med sulfid, ammoniak, klor och andra medier i havsvatten och råolja. På grund av den utmärkta korrosionsbeständigheten hos titan i dessa medier använde USA titantillverkade oljeplattformspelare till havs i sina oljefält i början av 1970-talet och använde titan för att tillverka rörvärmeväxlare och plattvärmeväxlare. Värmare. Värmeväxlaren med titanskal och rör använder havsvatten som kylmedium för att kyla den högtemperatur-ånga/oljeblandning som pumpas från oljekällan. Titanplattvärmeväxlaren använder också havsvatten som kylmedium för att kyla det färska vattnet som kyler råoljan i kolstålvärmeväxlaren. USA använder cirka 100 titanvärmeväxlare på oljeriggar i Nordsjön. Titankomponenten som beställts av Hunting Oilfield Services i Aberdeen, Skottland, Storbritannien, sägs vara världens första högtrycksstigaraxel i titan för Conocos Heidrum-projekt i Norge.
Petroleum titanlegering titan borrrör har en lång livslängd, dess vikt är bara hälften av den för rostfritt stål, men dess användningsflexibilitet är dubbelt så stor som för rostfritt stål, och dess livslängd är 10 gånger den för stål. Dessa utmärkta egenskaper gör titan till ett utmärkt material för att borra svåra nästan cirkulära, djupa brunnar. Kombinerade borrverktyg inklusive titanborrrör kan avsevärt minska borrtiden och minska de totala borrkostnaderna. År 2000 använde GrantPrideco, RTI Energy Systems och Torch Drilling Services i USA först titanborrrör för industriella applikationer. Titanborrrör, producerat och levererat av GrantPrideco och RTI Energy Systems, har också verktygsfogar i stål från GrantPrideco Anti-Fatigue. Skarvarna är lätta i vikt, flexibla i användning och gör borrrör i titan robusta och starka.
Rörledningssystem för havsvatten är en oumbärlig del av oljeutvinning under vatten. Eftersom titan har hög korrosionsbeständighet mot havsvatten är dess livslängd 10 gånger så lång som stålsystemet. Därför är kostnaden för rörledningssystem av titan kostnadseffektiv jämfört med Cu-Ni-systemet. av. Active Metals of America och Precision Tube Technology har tillsammans etablerat ett Titanium Tube Technology Company för att producera ett titanlegeringsrör med stor diameter. Legeringen som används i detta rör är Ti-3Al-2.5V-legering, diametern är 650 mm, väggtjockleken är 22-25mm och längden är 350m. Ett annat företag i USA använde sömlösa titanlegeringsrör med en längd på 15 m, en ytterdiameter på 600 mm och en väggtjocklek på 25 mm för att tillverka ett nästan 500 m långt stigrör genom extrudering, som har använts i en offshore-borrplattform. Det sägs att stigrörets vikt kan minskas med hälften, vilket avsevärt kan minska kostnaderna för ballast, dessutom har det också hög brottseghet och lång utmattningslivslängd.
Enligt datarapporter, i Nordsjöns oljefältsutvecklingsprojekt i USA, har mängden titan som används i den flytande kroppsanordningen på fartyget och den fasta anordningen på havsbotten ökat jämfört med den föregående. Efterfrågan på titanmaterial för 24 flytande kroppsanordningar och 64 undervattensfasta anordningar är: 50-100t för säkerhetsskyddsanordningar, 50-100t för anslutningsanordningar, 400-1000t för allmän lyftutrustning och 1400-4200t för borrrör. Korrosionen av strukturella delar som orsakas av biologisk nedsmutsning av oljeprospekteringsplattformar till havs är ganska allvarlig. Ett företag i USA använder långa höljen gjorda av titanrör på gruvplattformarna för att skydda delarna på plattformen.
De senaste åren har sett en markant ökning av användningen av titanlegeringskomponenter vid oljeborrning och offshoreproduktion. Titanlegeringskomponenter tillåter oljeborrning för att komma åt djupare vatten och djupare brunnar, inklusive högre temperaturer och mycket korrosiva (dvs salta) produktionsmiljöer.
För denna typ av tillämpning är TC4 titanstav (Ti-6Al-4V)-baserad legering den mest lämpliga och lägsta kostnaden när det gäller omfattande prestanda. Rörledningssystem för havsvatten är en oumbärlig del av oljeutvinning under vatten. Eftersom titan har hög korrosionsbeständighet mot havsvatten är dess livslängd 10 gånger så lång som stålsystemet. Därför är kostnaden för rörledningssystem av titan mer kostnadseffektiv än för Cu-Ni-systemet. av. Active Metals of America och Precision Tube Technology har tillsammans etablerat ett Titanium Tube Technology Company för att producera ett titanlegeringsrör med stor diameter. Legeringen som används för detta rör är legering TA18 (Ti-3Al-2.5V), med en diameter på 650 mm, en väggtjocklek på 22-25 mm, en längd på 350 m och en rör som väger 80-90t, som är planerat att användas för oljeprospektering under vatten. Ett annat företag i USA använde sömlösa titanlegeringsrör med en längd på 15 m, en ytterdiameter på 600 mm och en väggtjocklek på 25 mm för att tillverka ett nästan 500 m långt stigrör genom extrudering, som har använts i en offshore-borrplattform. Det sägs att stigrörets vikt kan minskas med hälften, vilket avsevärt kan minska kostnaderna för ballast, dessutom har det också hög brottseghet och lång utmattningslivslängd.
Praxis har visat att Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4)-legering är det bästa materialet för att borra rör. Som borrapplikationer är sträckgräns och utmattningsgräns de viktigaste. Därför är två Gr.5-legeringar med särskilt låga mellanliggande element lämpliga för För mer kritiska dynamiska lyftanordningar. När driftstemperaturen överstiger 75 ~ 80 grader, för att förhindra spaltkorrosion eller spänningskorrosion, används en ruteniumhaltig Gr29-legering.
De vanligaste komponenterna inkluderar offshore borrhissar, borrrör, koniska spänningsfogar (TSJ) och titan/stål hybridhissar.
Små titankomponenter som titanpumpar, ventiler, leder, fästelement, klämmor och reservdelar har använts i stor utsträckning på oljeborrplattformar. Titanlegeringar används också i stor utsträckning på skalen till oljeprospekteringsinstrument till havs utomlands.
2.2 Hamnbyggnader
Titan har en oxidfilm med en tjocklek på högst 10nm på ytan. Den är mycket stabil i korrosiva miljöer och har utmärkt korrosionsbeständighet mot luft, havsvatten och marina miljöer. Det är för närvarande den mest lämpliga råvaran för olika marina miljöer. Japan har kraftfullt genomfört marin utveckling, såsom bron från Honsu till Shikoku, bron över Tokyobukten, Kansai flygplats och den flytande oljelagringsbasen. Exponeringstestet utfört av byggnadsministeriet och Japans järn- och stålklubb på Oigawaflodens havsyta och undersökningsrapporterna om olika antikorrosionsexponeringstester utförda av transportministeriet och stålrörspålen på Bosakis flytande sandbock visade också att titan är det lämpligaste materialet. Utöver dess utmärkta korrosionsskyddsegenskaper har titan också fördelarna med väldigt få lösta joner i havsvattenmiljön, ingen toxicitet och ingen anledning att oroa sig för att förorena miljön. Japan har också byggt en superstor flytande marin struktur, med hjälp av titan-stålkompositmaterial i havsvattnet; vid konstruktionen av Tokyobukten som sträcker sig över motorvägen har titanmaterial använts som den stänksäkra bålen på bropelarna, och titanstålkompositmaterialen i varje bropelare är Mängden är 0,9 ton. Stora flytande marina strukturer som redan används eller planeras inkluderar flygplatser, hamnlogistikbaser, sportanläggningar och mer.
2.3 Kustkraftverk
Det omfattande utnyttjandet av havsvatten är ett av de viktiga projekten inom marinteknik. Kondensorn till kustkraftverk är en anordning som använder en stor mängd havsvatten. Det titan som används i kustkraftverk är huvudsakligen titan som används i kondensorer. Eftersom kondensorn använder havsvatten som kylvatten, och havsvattnet innehåller en stor mängd lersand, suspenderat material, marina organismer och olika frätande ämnen, är situationen allvarligare i den färska saltlaken där havsvattnet och flodvattnet alternerar. Traditionella kondensorer använder kopparlegeringsrör, som ofta skadas allvarligt på grund av olika korrosion i havsvatten. Titan har god korrosionsbeständighet i havsvatten, särskilt förorenat havsvatten, och dess höghastighetståg mot erosionskorrosion är särskilt enastående.
2.4 Anordning för avsaltning av havsvatten
"Vattnet är källan till liv". För närvarande har vattenbrist blivit ett problem som plågar världen. Cirka 25 procent av världens befolkning har inte tillräckliga källor till dricksvatten. Världens terrestra floder och grundvattenresurser är långt ifrån att tillgodose behoven för industriell utveckling. Därför kommer avsaltning av havsvatten att vara en effektiv metod för människor att lösa sötvattenresurser i framtiden.
Ur perspektivet av utvecklingen av avsaltning av havsvatten hemma och utomlands finns det huvudsakligen två metoder: destillation och omvänd osmos. Den förstnämnda är att värma havsvatten för att förånga det och sedan kondensera ångan för att få färskvatten. Det senare är att trycksätta havsvatten, så att färskvattnet i det passerar genom ett speciellt membran och håller kvar saltet för att få färskvatten. De tidiga avsaltningsanordningarna för havsvatten använde kopparlegeringar, kolstål och andra material. Eftersom dessa material inte är resistenta mot havsvattenkorrosion och har låg produktionseffektivitet, ersattes de snabbt av titan med utmärkt havsvattenkorrosionsbeständighet. Vid avsaltning av havsvatten är den huvudsakliga tillämpningen av titan avsaltningsanläggningens värmeöverföringsrör. De största tillverkarna av avsaltningsanläggningar är USA och Japan. År 2004 fanns det mer än 15,000 avsaltningsanläggningar byggda eller under uppbyggnad i världen, med en daglig produktion på cirka 32 miljoner ton färskvatten. Det japanska företaget byggde 10 destillationsenheter för Saudiarabien med en daglig produktion på 30,000 ton färskvatten, med 3 200 ton titanrör och en genomsnittlig daglig produktion på 10,000 ton, vilket krävde 107 ton titan.
mitt lands Tianjin, Shandong och andra platser har byggt eller håller på att bygga avsaltningsanläggningar för havsvatten. Till exempel är den preliminära planen för avsaltning av havsvatten i Tianjin att producera 500,000 ton sötvatten per dag 2007 och 700,000 ton 2010. Det uppskattas att cirka 250 ton titan kommer att användas i projekt för avsaltning av havsvatten i Tianjin och Shandong.
2.5 Fartyg
Titan och dess legeringar är resistenta mot korrosion i havsvatten och marina atmosfärer och anses vara bra fartygsmaterial på grund av deras lätta specifika vikt, höga hållfasthet, slagtålighet, icke-magnetiska, ljudtransmission och låga expansionskoefficient. Under de senaste åren har användningen av titan i fartyg väckt stor uppmärksamhet. Marinen och varvsindustrin i olika länder lägger också stor vikt vid tillämpningen av titan på fartyg och har utvecklat många kvaliteter av marina titanlegeringar. Titan och dess legeringar används i stor utsträckning i fartyg, såsom skrovstrukturer, djuphavsundersökningsfartyg och undervattenstryckskrov, rör, ventiler, roder, axelfästen, tillbehör, propellrar och propellrar i kraftdrivna axlar, värmeväxlare, kylare, skrov ekolodsskydd med mera.
Den första appliceringen av titan på skrovet på ett fartyg var alfa-klassens ubåt från det forna Sovjetunionen. Därefter användes titan i konstgjorda eller obemannade djuphavsforskning och djuphavsassistansubåtar. Industriell ren titan används för allmänna konstruktionsdelar, och Ti-6Al-4V-legering används för tryckkärl. Enligt rapporter kan användningen av titan i skrovstrukturen inte bara minska själva skrovets vikt, öka den effektiva lastvikten, utan också minska underhållet och förlänga fartygets livslängd. Aluminiumlegeringar, mjukt stål och andra skrovkonstruktionsmaterial kräver i allmänhet underhåll inom 10 år, medan titanmaterial knappast kräver underhåll och reparationer, och deras livslängd kan förlängas från de vanliga 20 åren till 30 till 40 år.
Japans forskning om titanlegeringar för djuphavsundersökningsfartyg har varit fruktbar. Nästan alla "Deep-Sea 6500" tryckkammare som rymmer 3 operatörer använder titanlegeringar. Detta är resultatet av långsiktiga ansträngningar vid Mitsubishi Heavy Industries Kobe Shipyard. Ubåtar använder en stor mängd titan. Till exempel använder en atomubåt med ett dykdjup på 900 m upp till 3500 ton titan.
2.6 Marint fiske
Enligt rapporter har den japanska fiskerinäringen förändrats från fiske till fiskodling, och lejonfisk, flundra, ål etc. har odlats på konstgjord väg. Inom konstgjord avelsteknik används titanmetallnät och titanrörvärmeväxlare för att upprätthålla en viss havsvattentemperatur i stor utsträckning. Den konstgjorda kulturen av havabborre har förverkligats i Fujians kustområden i mitt land, och kulturkorgen av titanplattor som används har medfört utmärkta fördelar för havabborskulturen.
2.7 Ocean värmeenergiomvandling
Det finns enorm energi i havet, såsom tidvattenenergi, vågenergi, temperaturskillnadsenergi, havsströmsenergi och saltskillnadsenergi och så vidare. Med den ökande energibristen i världen kommer människor att bli mer intresserade av utveckling och utnyttjande av havsenergi. Projekt för produktion av termoelektrisk och tidvattenkraft har undersökts och utvecklats. Principen för termoelektrisk kraftgenerering är att använda havsvattnet med hög temperatur på havsytan för att förånga ammoniak eller freon för att driva turbinen att rotera och generera elektricitet, och sedan använda lågtemperaturhavsvattnet i djuphavet för att kyla den förångade ammoniaken eller freon för att bilda ett värmemotorsystem med kontinuerlig cykel.
Huvudutrustningen för termoelektrisk kraftgenerering är förångare, kondensorer, havsvattensugrör, slingor, etc., som kräver inte bara korrosionsbeständighet, utan också ammoniak- och fluorkorrosionsbeständighet. Titan och dess legeringar har inte bara bra havsvattenkorrosionsbeständighet, det är också resistent mot korrosion av ammoniak och fluor, så titan är det mest idealiska materialet.
Titanrörsförångare och kondensorer används i termoelektriska kraftverk i USA och Japan, och goda resultat har uppnåtts.
(iii) Utsikter
Som en framväxande civil marknad för titan har marinteknik utvecklats snabbt de senaste åren. Med den ytterligare förvärringen av världsenergikrisen kommer alla länder i världen att investera mycket arbetskraft och materiella resurser för att exploatera havsbottnens oljeresurser och andra mineraltillgångar; i trenden med global brist på sötvatten kommer alla kustländer att använda havsvatten för att producera sötvatten; Den allt hårdare konkurrensen mellan marinutrustning från olika militära makter är oskiljaktig från titan och titanlegeringsmaterial. Därför kommer tillämpningen av titan och dess legeringar inom marinteknik att bli mer och mer omfattande. Det förväntas att titan för marinteknik förväntas bli en större applikationsmarknad för titanmaterial.
Kontakta oss för mer information. Tack
Nicole
Företag: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: Kina
Lägg till: Baoti road, Jintai, Baoji city, Shaanxi, Kina
Cel: plus 86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Webbplats: www.jm-titanium.com
