cunniscenze

Status d'applicazione è prospettive di aleaghji di titaniu in l'ingegneria marina

2024-01-05 18:00:06

I MUVRINI



Accounts di circa 71% di a superficia di a terra hè riccu in risorsi Marine, Marine, l 'usu di l' uceanu, lassari mari divintatu una surgente di grande ricchezza à noi, hè divintatu unu di i direzzione di i sforzi di parechji anni. Ma l'acqua di mare hè corrosiva perchè cuntene circa 3.5 per centu di salinu. Inoltre, una certa contaminazione biologica in l'oceanu accelera a corrosione.


Accounts di circa 71% di a superficia di a terra hè riccu in risorsi Marine, Marine, l 'usu di l' uceanu, lassari mari divintatu una surgente di grande ricchezza à noi, hè divintatu unu di i direzzione di i sforzi di parechji anni. Ma l'acqua di mare hè corrosiva perchè cuntene circa 3.5 per centu di salinu. Inoltre, una certa contaminazione biologica in l'oceanu accelera a corrosione.


U titaniu hè un tipu di materiale cù boni proprietà fisiche è proprietà chimichi stabili. U titaniu è i so alliati anu una forza alta è una piccula gravità specifica, è sò resistenti à a corrosione di l'acqua di mare è a corrosione di l'atmosfera oceanica. Dopu anni di sforzi di u persunale di l'industria di titaniu è i ricercatori di l'applicazioni di l'ingegneria Marina, u titaniu hè statu largamente utilizatu in i campi di u sviluppu di u petroliu è di u gasu offshore, a custruzzione di portu, a stazione di energia costiera, a desalinizazione di l'acqua di mare, i navi, a pesca marina è a cunversione di l'energia termale Marina. Oghje, u titaniu di l'ingegneria oceanica hè diventatu unu di i campi principali di l'applicazione civile di titaniu.


imaghjini


Status di l'applicazione


1.The Marine oliu è u sviluppu di gas

U petroliu hè a vita economica di un paese. Hè stimatu chì u mondu hà 300 miliardi di tunnellate di riserve di petroliu recuperabili, cumprese circa 130 miliardi di tunnellate di riserve di petroliu sottumarini. U sviluppu di l'oliu sottu u mari principia in u principiu di u XXu seculu. U so sviluppu hà sperimentatu da l'offshore à u mare apertu, da u prufondu à u prufondu prucessu di mare. Restricted da e cundizioni tecnichi è u sviluppu di i materiali, inizialmente solu minera direttamente da a costa à i dipositi di petroliu è di gasu di u mare. Dapoi l'anni 20, sottu a stimulazione di a crisa energetica è u prugressu tecnologicu, l'esplorazione è u sviluppu di u petroliu offshore hà sviluppatu rapidamente, è u sviluppu di u petroliu offshore hà avanzatu rapidamente à a piattaforma cuntinentale, furmendu gradualmente un settore di l'industria petrolifera offshore. A piattaforma di perforazione offshore hè a basa di travagliu per l'esplorazione è a sfruttamentu di l'oliu è u gasu di u mari. L'equipaggiu di sfruttamentu di u petroliu offshore include principalmente a piattaforma di pruduzzione di petroliu è l'equipaggiu ausiliari, chì include un cooler di l'oliu crudu, un riser d'oliu, una pompa, una valvola, un joint è un attellu, ecc. oliu. A causa di l'eccellente resistenza à a corrosione di titaniu in questi media, i Stati Uniti anu utilizatu pilastri di piattaforma petrolifera offshore di titaniu in i so campi petroliferi à l'iniziu di l'anni 1980, è anu utilizatu titaniu per fà scambiatori di calore tubulari è di piastre. I scambiatori di calore di tubu di titaniu utilizanu l'acqua di mare cum'è un mediu di rinfrescante per rinfriscà a mistura di vapore / oliu d'alta temperatura pompata da u pozzu. U scambiatore di calore di piastra di titaniu UTILIZZA ancu l'acqua di mare cum'è u mediu di rinfrescante per rinfriscà l'acqua fresca di l'oliu crudu in u scambiatore di calore d'acciaio di carbone. I Stati Uniti usanu circa 1970 scambiatori di calore di titaniu nantu à i RIGS di l'oliu di u mari di u nordu. I cumpunenti di titaniu urdinati da i servizii di u campu d'oliu di Huntin in Aberdeen, in Scozia, si dicenu chì sò u primu tubu verticale di titaniu d'alta pressione in u mondu per u prugettu Heidrum in Norvegia da a corporazione continentale di petroliu (Conoco).


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U petru tubu di perforazione di titaniu hà una longa vita di serviziu. U so pesu hè solu a mità di quellu di l'acciaio inox, ma a so flessibilità hè duie volte quella di l'acciaio inox, è a so vita di serviziu hè 10 volte quella di l'acciaio. Queste proprietà eccellenti facenu u titaniu un materiale eccellente per a perforazione di pozzi prufondi vicinu à u circondu. Cuntene titaniu drill pipe cumminazzioni di arnesi di perforazione pò riduce assai tempu di perforazione, u costu di perforazione più bassu. L'imprese americane GrantPrideco, i sistemi energetichi RTI è i servizii di perforazione Torch anu utilizatu prima tubi di perforazione di titaniu per l'applicazioni industriali in l'annu 2000. GrantPrideco è i sistemi energetichi RTI producenu è furnisce i tubi di perforazione di titaniu cù articuli d'acciaio resistenti à a fatigue GrantPrideco. Questa articulazione hè ligera, flexible, è pò fà un tubu di perforazione di titaniu forte è forte.


L'acqua hè una parte necessaria di u sistema di pipeline d'oliu sottumarinu, cum'è un risultatu di titaniu in l'acqua di mare cù alta resistenza à a corrosione, a so vita di serviziu di l'azzaru hè 10 volte, per quessa, u costu di pipa di titaniu in cunfrontu cù u sistema Cu Ni hè ecunomicu. Cumpagnia americana di metallu attivu è a corporazione di tecnulugia di tubu di precisione anu stabilitu una cumpagnia di tecnulugia di tubu di titaniu per pruduce un tubu di lega di titaniu di grande diametru. Questa lega hè aduprata da Ti - 3-2.5 V liga, diametru hè 650 mm, spessore hè 22 ~ 25 mm, lunghezza di 350 m, 80 ~ 90 t, un pianu di pipa per a perforazione di petroliu offshore. Un'altra cumpagnia di i Stati Uniti hà estrusu quasi 500 megabyte di tubi in lega di titaniu senza saldatura - 15 metri di lunghezza, 600 mm di diametru è 25 mm di spessore di muru - in un fustu chì hè statu utilizatu in una piattaforma offshore. Hè dichjaratu chì u pesu di u pipa di l'arbulu pò esse ridutta à a mità, chì riduce assai u costu di ballast. Inoltre, hà una alta resistenza à a frattura è una longa vita di fatigue.


Sicondu i rapporti di dati, a quantità di titaniu utilizata in i dispositi di u corpu flottante è l'attrezzi sottumarini in u prughjettu di sviluppu di u giacimentu di petroliu di u mare di u Nordu di i Stati Uniti hà aumentatu. I requisiti per u titaniu per 24 dispositivi di corpu flottante à bordu di navi è 64 dispusitivi di fissazione sottumarini sò: u dispositivu di prutezzione di sicurezza 50 ~ 100t, u dispusitivu di cunnessione 50 ~ 100t, l'equipaggiu di elevazione generale 400 ~ 1000t, drill pipe 1400 ~ 4200t. A corrosione di e parti strutturali causata da a contaminazione biologica di e plataforme petrolifere offshore hè cusì severa chì una sucietà in i Stati Uniti hà utilizatu manichi longu di pipa di titaniu per prutege e parti di e plataforme.


In l'ultimi anni, l'usu di cumpunenti in lega di titaniu in a perforazione di petroliu è l'operazioni di produzzione offshore hè aumentatu significativamente. I pezzi di lega di titaniu ponu fà a perforazione in acque più profonde è più profonde u pozzu, cumprese temperature più elevate è ambienti di pruduzzione di corrosione severa (salata).


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Per stu tipu d'applicazioni, da a prestazione cumpleta, a lega di titaniu TC4 (Ti - 6, 4 v) hè u più applicabile è u costu più bassu. U sistema di tubazioni di l'acqua di mare hè una parte indispensabile di u sfruttamentu di l'oliu marinu. A causa di l'alta resistenza à a corrosione di titaniu à l'acqua di mare, a so vita di serviziu hè 10 volte quella di u sistema d'acciaio. Dunque, u costu di u sistema di tubazioni di titaniu hè più economicu cumparatu cù u sistema cu-ni. Cumpagnia americana di metallu attivu è a corporazione di tecnulugia di tubu di precisione anu stabilitu una cumpagnia di tecnulugia di tubu di titaniu per pruduce un tubu di lega di titaniu di grande diametru. Questa lega hè aduprata da TA18 (Ti - 3 al - 2.5 - V) leghe, diametru hè 650 mm, spessore hè 22 ~ 25 mm, lunghezza di 350 m, 80 ~ 90 t, un pianu di pipa per a perforazione di petroliu offshore. Un'altra cumpagnia di i Stati Uniti hà estrusu quasi 500 megabyte di tubi in lega di titaniu senza saldatura - 15 metri di lunghezza, 600 mm di diametru è 25 mm di spessore di muru - in un fustu chì hè statu utilizatu in una piattaforma offshore. Hè dichjaratu chì u pesu di u pipa di l'arbulu pò esse ridutta à a mità, chì riduce assai u costu di ballast. Inoltre, hà una alta resistenza à a frattura è una longa vita di fatigue.


A pratica hà dimustratu chì Ti 6 al 4 v alloy (Gr. 5 _tc4) hè u megliu materiale, pipa di perforazione cum'è applicazioni di perforazione, forza di rendiment è forza di fatigue hè unu di i più impurtanti, per quessa, dui tipi di elementi spiciali clearance bassu di Gr. . A lega 5 hè adattata per u dispusitivu di elevazione dinamica più critica. L'aliaghji Gr29 chì cuntenenu ruteniu sò usati per prevene a corrosione di creve o a corrosione di stress à e temperature più di 75 ~ 80 ℃. I cumpunenti più cumunimenti utilizati include parancu di perforazione offshore, pipa di perforazione, joint stress joint (TSJ) è parancu ibridu titaniu / acciaio.


Pompe di titaniu, valvole, giunzioni, fasteners, attrezzi è pezzi di ricambio è altre piccule parti di titaniu sò stati largamente usati in e plataforme di pruduzzione d'oliu. A lega di titaniu hè ancu largamente usata nantu à a cunchiglia di strumenti di logging di esplorazione di petroliu stranieri offshore.


2. Edifici portu


U materiale di titaniu hà una strata di spessore di film d'ossidu chì ùn supera 10nm nantu à a so superficia, chì hè assai stabile in ambienti corrosivu è hà una eccellente resistenza à a corrosione à l'aria, l'acqua di mare è l'ambiente marinu. Hè attualmente a materia prima più adatta per tutti i tipi di ambienti marini. Japan vigorously rializatu u sviluppu Marine, comu lu ponte da Japan à Shikoku, Baia di Tokyo à traversu a strada, aeroportu kansai, flottante basa di almacenamento oliu è cetara è cetara. U materiale più adattatu hè statu truvatu in i testi di esposizione realizati da u ministeru di a custruzzione è u club di l'acciaio di u Giappone nantu à a superficia di l'oceanu di grande igawa, è ancu in i rapporti d'inchiesta di diverse teste anti-corrosione è di esposizione realizate da u ministeru di trasportu è di u trasportu. Associazione di pila di pipa d'acciaio nantu à u ponte di riva di u castellu d'onda. In più di eccellenti proprietà anticorrosive, u titaniu hà ancu i vantaghji di pochi ioni dissoluti in acqua di mare, senza toxicità, è ùn ci hè bisognu di preoccupassi di a contaminazione ambientale. Japan hà dinù custruitu una struttura super-grande flottante Marine, cù materiali cumposti azzaru titaniu in l 'area di erusioni; I torques a prova di spruzzo di i pilastri di titaniu, ognunu di i quali hà un cuntenutu di titaniu di 0.9 t, sò stati usati in a custruzzione di u ponte à traversu l'autostrada in a baia di Tokyo. Grandi edifizii oceanici galleggianti digià in usu o pianificati includenu aeroporti, basi logistiche portuali, strutture sportive è più.


3.Centrali di energia custiera


L'utilizazione cumpleta di l'acqua di mare hè unu di i prughjetti più impurtanti in l'ingegneria marina. U titaniu utilizatu in stazioni di energia custiera hè principarmenti utilizatu in condensatori. A causa di l'acqua di rinfrescante cundensatore hè fatta cù l'acqua di mare, l'acqua di mare cuntene una grande quantità di lima, materiale suspesu, criaturi di mare, è ogni tipu di materiali corrosivi, in l'acqua salata pallida in u mare è u fiumu cambia hè più seriu. U cundensatore tradiziunale hè fattu di tubu di lega di ramu, chì hè spessu dannatu seriamente per via di vari currusioni in l'acqua di mare. U titaniu hà una bona resistenza à a corrosione in l'acqua di mare, in particulare in l'acqua di mare contaminata.


4. Impianto di desalinizazione


L'acqua hè a fonte di a vita. Attualmente, a mancanza di risorse d'acqua hè diventata un prublema chì affligge u mondu sanu. Circa u 25 per centu di a pupulazione di u mondu ùn hà micca acqua potabile. I fiumi terrestri è i risorsi di l'acqua sotterranea in u mondu sò luntanu da risponde à i bisogni di u sviluppu industriale. Dunque, a desalinizazione di l'acqua di mare serà un metudu efficace per risolve e risorse d'acqua dolce in u futuru.


Da u sviluppu di a desalinizazione di l'acqua di mare in casa è in l'esteru, ci sò principalmente dui metudi: distillazione è osmosi inversa. L'anzianu riscalda l'acqua di mare per vaporizà è condensate u vapore per ottene acqua fresca. In l'ultimu casu, l'acqua di mare hè pressurizzata per chì a so acqua fresca hè intrappulata da u salinu per una membrana speciale. I primi impianti di desalinizazione anu utilizatu lega di ramu, azzaru di carbone è altri materiali, perchè sti materiali ùn sò micca resistenti à a corrosione di l'acqua di mare, a bassa efficienza di produzzione, rapidamente rimpiazzata da l'eccellente resistenza à a corrosione di l'acqua di mare di titaniu. L'applicazione principale di titaniu in a desalinizazione di l'acqua di mare hè u pipa di calore di riscaldatore. I pruduttori principali di e piante di desalinizazione sò i Stati Uniti è u Giappone. By 2004, u mondu hè statu custruitu è ​​sottu à u dispusitivu desalination custruzzione hà più di 15000 unità, nissan acqua fresca circa 32 miliuna di tunnillati. cumpagnii Japanese custruì un nissan 30000 tunnillati di dispusitivu di distillazione d'acqua fresca per Saudi 10 sets, cù pipa titaniu 3200 tunnillati, a media nissan 10000 tunnillati di dispusitivu, bisognu di 107 tunnillati di titaniu.


Tianjin, Shandong è altri lochi di a Cina anu custruitu o in custruzzione di impianti di desalinizazione. Per esempiu, u pianu iniziale per a desalinizazione in Tianjin hè di pruduce 500,000 2007 tunnellate d'acqua fresca per ghjornu in 700,000 è 2010 250 tunnellate da XNUMX. Circa XNUMX tunnellate di titaniu sò previsti per esse utilizati in prughjetti di desalinizazione in Tianjin è ShanDong.


5. A nave


Titanium è i so alliati sò currusioni risistenti in l 'acqua di mare è atmosfera Marine, cù gravità specifichi luce, alta forza, resistenza impattu, senza magnetismu, trasmissioni sonu è picculu coefficient espansione, è sò cunsiderate cum'è materiali Marine bè. Nta l'ultimi anni, l'applicazione di titaniu in i navi hà attiratu assai attenzione. Parechje marine è l'industria di a custruzzione navale attribuinu una grande impurtanza à l'applicazione di titaniu in i navi è sviluppanu parechji tipi di leghe di titaniu per navi. U titaniu è e so leghe sò largamente utilizati in navi, cum'è parti strutturali di scafo, navi di indagine in mare profondu è cunchiglia sottumarini resistenti à a pressione, tubi, valvole, timone, supporti di l'arburu, accessori, eliche è arbuli di l'elica in i dispositi di propulsione, scambiatori di calore. , coolers, scafo sonar cowls è cusì.


U primu usu di titaniu in u scafo di a nave era u sottumarinu di classe α di l'Unione Sovietica. U titaniu era tandu utilizatu in a ricerca in mare prufonda è in i sottumarini d'assistenza in mare prufonda, sia tripulati sia senza tripulazione. Titaniu industriale puro per parti strutturali generali è lega ti-6al-4v per vasi à pressione. Sicondu i rapporti di dati, u titaniu per a struttura di u scafo pò micca solu riduce u pesu di u scafo stessu è cresce u pesu di carica effettiva, ma ancu riduce u mantenimentu è allargà a vita di serviziu di a nave. Alliage d'aluminiu, azzaru dulce è altri materiali strutturale di scafo, generalmente 10 anni per mantene, è titaniu guasi micca bisognu di mantene a riparazione, a vita pò ancu esse allargata da u generale circa 20 anni à 30 ~ 40 anni.


Titanium è i so alliati sò currusioni risistenti in l 'acqua di mare è atmosfera Marine, cù gravità specifichi luce, alta forza, resistenza impattu, senza magnetismu, trasmissioni sonu è picculu coefficient espansione, è sò cunsiderate cum'è materiali Marine bè. Nta l'ultimi anni, l'applicazione di titaniu in i navi hà attiratu assai attenzione. Parechje marine è l'industria di a custruzzione navale attribuinu una grande impurtanza à l'applicazione di titaniu in i navi è sviluppanu parechji tipi di leghe di titaniu per navi. U titaniu è e so leghe sò largamente utilizati in navi, cum'è parti strutturali di scafo, navi di indagine in mare profondu è cunchiglia sottumarini resistenti à a pressione, tubi, valvole, timone, supporti di l'arburu, accessori, eliche è arbuli di l'elica in i dispositi di propulsione, scambiatori di calore. , coolers, scafo sonar cowls è cusì.


U primu usu di titaniu in u scafo di a nave era u sottumarinu di classa alfa di l'Unione Sovietica. U titaniu era tandu utilizatu in a ricerca in mare prufonda è in i sottumarini d'assistenza in mare prufonda, sia tripulati sia senza tripulazione. Titaniu industriale puro per parti strutturali generali è lega ti-6al-4v per vasi à pressione. Sicondu i rapporti di dati, u titaniu per a struttura di u scafo pò micca solu riduce u pesu di u scafo stessu è cresce u pesu di carica effettiva, ma ancu riduce u mantenimentu è allargà a vita di serviziu di a nave. Alliage d'aluminiu, azzaru dulce è altri materiali strutturale di scafo, generalmente 10 anni per mantene, è titaniu guasi micca bisognu di mantene a riparazione, a vita pò ancu esse allargata da u generale circa 20 anni à 30 ~ 40 anni.


Japan Marine titaniu lega di ricerca fruttìvule in u sondaghju deep-sea, in u "6500" prufonda pò accoglie trè uperatori in a tensione di resistenza di magazzinu quasi tutti USES u materiale di lega di titaniu. Questu hè u risultatu di u tempu di direttore di a fabbrica di custruzzione navale di Kobe chì prova à mitsubishi industria pisanti. I sottumarini utilizanu una grande quantità di titaniu. Per esempiu, un sottumarinu nucleare cù una prufundità di 900 m pò aduprà finu à 3,500 XNUMX t.


6. Pesca marina


Sicondu i raporti, l'industria di a pesca di u Giappone hà cambiatu da a pesca à l'allevamentu di pisci, cù pesci leone, flounder è anguilla chì sò allevati artificialmente. Maglia di titaniu è scambiatore di calore di tubu di titaniu chì mantene una certa temperatura di l'acqua di mare sò largamente utilizati in a cultura artificiale. U cultivo artificiale di u meru hè statu realizatu in e zone costiere di Fujian, Cina.


7.Ocean cunversione energia termale


L'oceanu cuntene enormi quantità di energia, cum'è l'energia di marea, l'energia di l'onda, l'energia di differenza di temperatura, l'energia di l'oceanu, l'energia di a diferenza di u sali è cusì. Cù a carenza crescente di energia in u mondu, a ghjente serà più interessata in a sfruttamentu è l'utilizazione di l'energia marina. I prughjetti di energia termale è di marea sò stati studiati è sviluppati. A generazione di energia termoelettrica hè basatu annantu à u principiu chì l'ammonia o freon serà vaporizatu da l'acqua di mare cù una temperatura di a superficia di l'oceanu più alta per guidà e turbine per vultà è generà elettricità, è dopu l'ammonia o freon vaporizzati sarà rinfriscatu da l'acqua di mare à bassa temperatura in l'oceanu prufondu. formanu un ciclu cuntinuu di u sistema di mutore termale.


L'attrezzatura principale di a generazione di energia di differenza di temperatura hè l'evaporatore, u condensatu è a paglia di l'acqua di mare, loop, etc., u requisitu di l'equipaggiu ùn hè micca solu per a resistenza di corrosione, ma ancu per a corrosione di l'ammoniaca è di fluoru, u titaniu è a so lega ùn hè micca solu una bona resistenza à a corrosione. à l'acqua di mare, ma ancu à l'ammoniaca è a corrosione di fluoru, cusì u titaniu hè u materiale più ideale.


L'evaporatori è i condensatori di tubi di titaniu sò stati usati in stazioni termoelettriche in i Stati Uniti è in u Giappone, è sò stati ottenuti boni risultati.


Santuari


Cum'è un mercatu civile emergente di titaniu, l'ingegneria marina hà sviluppatu rapidamente in l'ultimi anni. Cù l'intensificazione ulteriore di a crisa energetica mundiale, i paesi in u mondu investiranu assai risorse di manodopera è materiali per scopre e risorse petrolifere di u fondu marinu è altre risorse minerali; In a tendenza glubale di crescente di carenza d'acqua fresca, diversi paesi custieri utilizanu l'acqua di mare per fà l'acqua fresca. Inoltre, a cumpetizione di l'equipaggiu navali di ogni putenza militare hè sempre più feroce è cusì, queste ùn ponu micca fà senza titaniu è materiale in lega di titaniu. Per quessa, titaniu è i so alliati sarà di più è di più largamente usatu in ingegneria Marina. Hè previstu chì u titaniu utilizatu in l'ingegneria di l'oceanu deve diventà un grande mercatu di applicazioni di titaniu.


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