Морско развитие на нефт и газ
Петролът е икономическият спасителен пояс на една държава. Смята се, че възстановимите петролни ресурси са 300 милиарда тона, от които офшорните петролни запаси са около 130 милиарда тона. Развитието на офшорния петрол започва в началото на 20 век. Развитието му премина през процес от офшор до офшор, от плитко море до дълбоко море. Ограничени от техническите условия и материалното развитие, първоначално могат да се експлоатират само находища на нефт и природен газ, простиращи се директно от брега до плиткото море. От 80-те години на миналия век, стимулирани от енергийната криза и технологичния прогрес, офшорното проучване и разработване на петрол се развива бързо, а офшорното разработване на петрол бързо напредва към континенталния шелф, като постепенно формира нов сектор на офшорната петролна индустрия. Офшорната сондажна платформа е работната база за осъществяване на офшорно проучване и експлоатация на нефт и газ, което маркира нивото на офшорната технология за разработване на нефт и газ. Офшорното оборудване за добив на нефт включва главно платформи за добив на нефт и спомагателно оборудване, а спомагателното оборудване включва охладители за суров нефт, нефтени щрангове, помпи, клапани, съединения и скоби. Това оборудване е в контакт с морска вода и сулфиди, амоняк, хлор и други среди в суровия нефт. Тъй като титанът има отлична устойчивост на корозия в тези среди, Съединените щати използваха титаниеви колони за офшорни петролни платформи в своите петролни находища в началото на 1970 г., а също така използваха титан за производство на кожухотръбни топлообменници и пластинчати топлообменници. Титаниеви кожухотръбни топлообменници използват морска вода като охлаждаща среда за охлаждане на високотемпературната смес газ/нефт, извлечена от нефтения кладенец. Титаниеви пластинчати топлообменници също използват морска вода като охлаждаща среда за охлаждане на прясна вода, използвана за охлаждане на суров нефт в топлообменници от въглеродна стомана. Съединените щати използват около 100 титанови топлообменника на сондажни платформи за нефтени находища в Северно море. Твърди се, че титаниевите части, поръчани от Hunting Oilfield Services в Абърдийн, Шотландия, Обединеното кралство, са първите титаниеви щрангови шахти за високо налягане в света, използвани в проекта Heidrum на Continental Petroleum Company (Conoco) в Норвегия.
Титанови сондажни тръби от петролна титанова сплав имат дълъг експлоатационен живот, тежат само половината от неръждаемата стомана, но са два пъти по-гъвкави от неръждаемата стомана и имат експлоатационен живот 10 пъти по-дълъг от стоманата. Тези отлични свойства правят титана материал за пробиване на трудни, почти кръгли, дълбоки нефтени кладенци. Комбинираните инструменти за пробиване, съдържащи титаниева сондажна тръба, могат значително да намалят времето за пробиване и да намалят общите разходи за пробиване. GrantPrideco, RTI Energy Systems и Torch Drilling Services в Съединените щати за първи път използват титаниева сондажна тръба за промишлени приложения през 2000 г. Титаниевата сондажна тръба, произведена и доставена от GrantPrideco и RTI Energy Systems, също е оборудвана със стоманени съединения за инструменти, предоставени от GrantPrideco Anti-Fatigue . Тази връзка е лека, гъвкава при използване и може да направи титановата сондажна тръба здрава и здрава.
Тръбопроводната система за морска вода е незаменима част от офшорния добив на петрол. Тъй като титанът има висока устойчивост на корозия към морска вода и експлоатационният му живот е 10 пъти по-дълъг от този на стоманата, цената на тръбната система от титаниева сплав е рентабилна в сравнение със системата Cu-Ni. Active Metals от Съединените щати и Precision Tube Technology съвместно създадоха компания за технологии за титаниеви тръби за производство на тръба от титаниева сплав с голям диаметър. Сплавта, използвана в тази тръба, е Ti-3Al-2.5V сплав с диаметър 650 mm, дебелина на стената 22-25 mm, дължина 350 m и тегло { {10}}t. Предвижда се да се използва за добив на нефт в морето. Друга американска компания използва безшевна тръба от титаниева сплав с дължина 15 m, външен диаметър 600 mm и дебелина на стената 25 mm, за да направи почти 500 m дълга вертикална шахтова тръба чрез екструзия, която е била използвана в офшорна сондажна платформа. Твърди се, че теглото на тази тръба с вертикален вал може да бъде намалено наполовина, като по този начин значително се намаляват разходите за баласт. В допълнение, той също има висока якост на счупване и дълъг живот на умора.
Според докладите с данни, в проекта за разработване на петролни находища в Северно море в Съединените щати, количеството титан, използвано в корабни плаващи устройства и неподвижни устройства на морското дъно, се е увеличило в сравнение с преди. Търсенето на титанови материали за 24 плаващи устройства на борда и 64 неподвижни устройства на морското дъно е: 50-100t за защитни устройства, 50-100t за свързващи устройства, 400-1000t за общо повдигащо оборудване и 1400-4200t за сондажни тръби. Корозията на структурните части, причинена от биологично замърсяване на офшорните платформи за производство на нефт, е доста сериозна. Американска компания използва дълъг корпус, изработен от титанови тръби на производствената платформа, за да защити частите на платформата.
През последните няколко години приложението на части от титанови сплави при сондиране на нефт и крайбрежни производствени операции се увеличи значително. Частите от титанова сплав позволяват сондирането за нефт да навлиза в по-дълбоки води и по-дълбоки нефтени кладенци, включително по-високи температури и силно корозивни (т.е. солени) производствени среди.
За такива приложения, като се има предвид всеобхватната производителност, сплавта на основата на титаниева пръчка TC4 (Ti-6Al-4V) е приложима и има ниска цена. Тръбопроводната система за морска вода е незаменима част от офшорния добив на петрол. Тъй като титанът има висока устойчивост на корозия към морска вода и експлоатационният му живот е 10 пъти по-дълъг от този на стоманата, цената на титановата тръбна система е рентабилна в сравнение със системата Cu-Ni. Active Metals Company от Съединените щати и Precision Tube Technology Company съвместно създадоха компания за технологии за титанови тръби за производство на тръба от титанова сплав с голям диаметър. Сплавта, използвана в тази тръба, е сплав TA18 (Ti-3Al-2.5V) с диаметър 650 mm, дебелина на стената 22-25 mm, дължина 350 m и тръба с тегло 80-90t. Предвижда се да се използва за добив на нефт в морето. Друга американска компания използва безшевна тръба от титаниева сплав с дължина 15 m, външен диаметър 600 mm и дебелина на стената 25 mm, за да направи почти 500 m дълга вертикална шахтова тръба чрез екструзия, която е била използвана в офшорна сондажна платформа. Твърди се, че теглото на тази тръба с вертикален вал може да бъде намалено наполовина, като по този начин значително се намаляват разходите за баласт. В допълнение, той също има висока якост на счупване и дълъг живот на умора.
Практиката е доказала, че сплавта Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) е най-добрият материал за пробиване на тръби. Като приложение за пробиване границата на провлачване и якостта на умора са важни. Следователно, две сплави Gr.5 с особено ниски интерстициални елементи са подходящи за по-критични динамични повдигащи устройства. Когато работната температура надвиши 75-80 градуса, за да се предотврати корозия на пукнатини или корозия под напрежение, се използва съдържаща рутений сплав Gr29. Често използваните компоненти включват повдигащи устройства за крайбрежни сондажи, сондажни тръби, конусовидни напрегнати съединения (TSJ) и смесени повдигащи устройства от титан/стомана.
Малки титанови части като титанови помпи, клапани, съединения, крепежни елементи, приспособления и резервни части са широко използвани на платформи за производство на петрол. Титаниевите сплави също се използват широко в черупките на чуждестранни офшорни инструменти за проучване на нефт и откриване на кладенци.
Пристанищно строителство
Титановият материал има оксиден филм с дебелина не повече от 10nm на повърхността си. Той е много стабилен в корозивна среда и има отлична устойчивост на корозия във въздуха, морската вода и морската среда. Понастоящем това е суровина, която може да се адаптира към различни морски среди. Япония енергично разработи океана, като моста от Хоншу до Шикоку, Токийския залив, летище Кансай и плаващата база за съхранение на петрол. Тестът за експозиция, проведен от японското Министерство на строителството и Steel Club на река Oi и различните тестове за антикорозионна експозиция, проведени от Министерството на транспорта и Steel Pipe Pile Association на Hasaki Drifting Sand Pier също показват, че титанът е подходящ материал. В допълнение към отличните си антикорозионни характеристики, титанът има и предимствата на много малко разтворени йони в среда с морска вода и няма нужда да се тревожите за замърсяването на околната среда. Япония също така е построила супер голяма плаваща морска структура, използвайки композитни материали от титан и стомана в зоните на измиване на морска вода; при изграждането на Tokyo Bay Crossing Road, титанови материали бяха използвани като устойчиви на пръски стволове за мостови стълбове, а количеството титан, използвано за всеки мостов стълб, е 0,9 t. Големите плаващи морски сгради, които са използвани или са планирани, включват летища, пристанищни логистични бази, спортни съоръжения и др.
Крайбрежна електроцентрала
Цялостното използване на морската вода е един от важните проекти в морското инженерство. Кондензаторът на бреговата електроцентрала е устройство, което използва голямо количество морска вода. Титанът, използван в крайбрежните електроцентрали, се използва главно в кондензатори. Тъй като кондензаторът използва морска вода като охлаждаща вода, а морската вода съдържа голямо количество кал, суспендирани вещества, морски организми и различни корозивни вещества, ситуацията е по-сериозна в сладката солена вода, където се редуват морска и речна вода. Традиционните кондензатори използват тръби от медна сплав, които често са сериозно повредени поради различна корозия в морската вода. Титанът има добра устойчивост на корозия в морска вода, особено в замърсена морска вода, и неговата високоскоростна ерозия и устойчивост на корозия в морска вода е особено изключителна.
Устройство за обезсоляване на морска вода
„Водата е източник на живот.“ В момента липсата на водни ресурси се превърна в проблем, който измъчва света. Около 25% от населението на света не разполага с достатъчно ресурси за питейна вода. Сухопътните реки и подпочвените водни ресурси в света далеч не отговарят на нуждите на индустриалното развитие. Следователно в бъдеще обезсоляването на морската вода ще бъде ефективен начин за хората да разрешат ресурсите на сладка вода.
