Inleiding

Rekeninge vir ongeveer 71% van die aarde se oppervlak is ryk aan Mariene hulpbronne, Marine, die gebruik van die see, laat see 'n bron van groot rykdom vir ons geword het, het dit een van die rigting van die pogings vir baie jare. Maar seewater is bytend omdat dit ongeveer 3.5 persent sout bevat. Daarbenewens versnel sommige biologiese besoedeling in die see korrosie.

Rekeninge vir ongeveer 71% van die aarde se oppervlak is ryk aan Mariene hulpbronne, Marine, die gebruik van die see, laat see 'n bron van groot rykdom vir ons geword het, het dit een van die rigting van die pogings vir baie jare. Maar seewater is bytend omdat dit ongeveer 3.5 persent sout bevat. Daarbenewens versnel sommige biologiese besoedeling in die see korrosie.

Titaan is 'n soort materiaal met goeie fisiese eienskappe en stabiele chemiese eienskappe. Titaan en sy legerings het 'n hoë sterkte en 'n klein soortlike gewig, en is bestand teen seewaterkorrosie en seeatmosfeerkorrosie. Na jare se pogings van personeel in die titaniumbedryf en navorsers in mariene ingenieurswese-toepassings, is titanium wyd gebruik in die velde van buitelandse olie- en gasontwikkeling, hawekonstruksie, kuskragstasie, seewaterontsouting, skepe, mariene visserye en mariene termiese energie-omskakeling. Deesdae het oseaan-ingenieurswese titanium een ​​van die hoofvelde van siviele toepassing van titanium geword.

Aansoekstatus

1.Die Mariene olie- en gasontwikkeling

Olie is die ekonomiese reddingsboei van 'n land. Die wêreld het na raming 300 miljard ton se herwinbare oliereserwes, insluitend sowat 130 miljard ton ondersese oliereserwes. Die ontwikkeling van olie onder die see het in die vroeë 20ste eeu begin. Sy ontwikkeling het ervaar vanaf die see na die oop see, van vlak tot diepsee proses. Beperk deur tegniese toestande en materiaalontwikkeling, aanvanklik net ontginning direk vanaf die kus na die vlak see olie- en gasafsettings. Sedert die 1980's, onder die stimulering van energiekrisis en tegnologiese vooruitgang, het die buitelandse olie-eksplorasie en -ontwikkeling vinnig ontwikkel, en die buitelandse olie-ontwikkeling het vinnig gevorder na die kontinentale plat, wat geleidelik 'n splinternuwe buitelandse oliebedryfsektor vorm. Die aflandige boorplatform is die werkbasis vir die eksplorasie en ontginning van seebodemolie en -gas. Buitelandse olie-ontginningstoerusting sluit hoofsaaklik olieproduksieplatform en hulptoerusting in, wat ru-olieverkoeler, oliestyger, pomp, klep, verbinding en bevestiging, ens. insluit. Hierdie toestelle is in kontak met sulfied, ammoniak, chloor en ander media in seewater en ruolie olie. As gevolg van titaan se uitstekende weerstand teen korrosie in hierdie media, het die Verenigde State in die vroeë 1970's titanium offshore olieplatformpilare in sy olievelde gebruik en titaan gebruik om buis- en plaathitteruilers te maak. Titaanbuis-hitteruilers gebruik seewater as 'n verkoelingsmedium om die hoë-temperatuur damp/olie-mengsel wat uit die put gepomp word, af te koel. Die titaniumplaat-hitteruiler GEBRUIK ook seewater as die verkoelingsmedium om die vars water van die ru-olie in die koolstofstaal-hitteruiler af te koel. Die Verenigde State GEBRUIK ongeveer 100 titanium hitteruilers op Noordsee olie RIGS. Die titaankomponente wat deur huntin-olievelddienste in Aberdeen, Skotland, bestel is, is na bewering die wêreld se eerste hoëdruk-titanium-vertikale pypas vir die Heidrum-projek in Noorweë deur die kontinentale petroleumkorporasie (Conoco).

Die petro titanium boorpyp het 'n lang dienslewe. Sy gewig is net die helfte van dié van vlekvrye staal, maar sy buigsaamheid is twee keer dié van vlekvrye staal, en sy lewensduur is 10 keer dié van staal. Hierdie uitstekende eienskappe maak titanium 'n uitstekende materiaal vir die boor van moeilike byna sirkelvormige, diep putte. Die kombinasie van boorgereedskap van titaanboorpyp kan boortyd aansienlik verminder, boorkoste verlaag. Amerikaanse maatskappye GrantPrideco, RTI-energiestelsels en fakkelboordienste het in 2000 die eerste keer titaanboorpype vir industriële toepassings gebruik. GrantPrideco- en RTI-energiestelsels vervaardig en verskaf titaanboorpype met GrantPrideco-moegheidsbestande staalwerktuigverbindings. Hierdie las is liggewig, buigsaam en kan titanium boorpyp sterk en sterk maak.

Water is 'n noodsaaklike deel van die ondersese oliepypleidingstelsel, as gevolg van titanium in seewater met 'n hoë korrosiebestandheid, is die dienslewe van staal 10 keer, daarom is die koste van titaniumpyp in vergelyking met Cu Ni-stelsel ekonomies. Amerikaanse aktiewe metaal korporasie en presisie buis tegnologie korporasie het 'n titanium buis tegnologie maatskappy gestig om 'n groot deursnee titanium legering buis te vervaardig. Hierdie legering word gebruik deur Ti - 3-2.5 V legering, deursnee is 650 mm, dikte is 22 ~ 25 mm, lengte van 350 m, 80 ~ 90 t, 'n pypplan vir buitelandse olieboor. Nog 'n Amerikaanse maatskappy het byna 500 megagrepe naatlose titanium-legeringsbuise - 15 meter lank, 600 mm in deursnee en 25 mm wanddikte - in 'n skag geëxtrudeer wat op 'n buitelandse tuig gebruik is. Daar word beweer dat die gewig van die aspyp met die helfte verminder kan word, wat die ballaskoste aansienlik verlaag. Daarbenewens het dit 'n hoë breuktaaiheid en 'n lang moegheidslewe.

Volgens dataverslae het die hoeveelheid titaan wat in drywende liggaamstoestelle en duikboottoebehore in die Amerikaanse Noordsee-olieveldontwikkelingsprojek gebruik word, toegeneem. Die vereistes vir titanium vir 24 drywende liggaamstoestelle aan boord van skepe en 64 duikbootbevestigingstoestelle is: veiligheidsbeskermingstoestel 50 ~ 100t, verbindingstoestel 50 ~ 100t, algemene hystoerusting 400 ~ 1000t, boorpyp 1400 ~ 4200t. Die korrosie van strukturele dele wat veroorsaak word deur biologiese besoedeling van buitelandse olieplatforms is so erg dat 'n maatskappy in die Verenigde State lang moue van titaniumpyp gebruik het om die dele van die platforms te beskerm.

In die afgelope paar jaar het die gebruik van titaniumlegeringskomponente in olieboor- en buitelandse produksiebedrywighede aansienlik toegeneem. Titaanlegeringsonderdele kan boor in dieper waters maak en hoe dieper die put, insluitend hoër temperature en erge korrosie (sout) produksie-omgewing.

Vir hierdie soort toepassings, uit die omvattende werkverrigting, is TC4 titanium stawe (Ti - 6, 4 v) legering die mees toepaslike, en die laagste koste. Seewaterpypstelsel is 'n onontbeerlike deel van die ontginning van seebodemolie. As gevolg van die hoë korrosiebestandheid van titanium teenoor seewater, is sy lewensduur 10 keer dié van staalstelsel. Daarom is die koste van titaniumpypstelsel kostedoeltreffend in vergelyking met cu-ni-stelsel. Amerikaanse aktiewe metaal korporasie en presisie buis tegnologie korporasie het 'n titanium buis tegnologie maatskappy gestig om 'n groot deursnee titanium legering buis te vervaardig. Hierdie legering word gebruik deur TA18 (Ti - 3 al - 2.5 - V) legerings, deursnee is 650 mm, dikte is 22 ~ 25 mm, lengte van 350 m, 80 ~ 90 t, 'n pypplan vir aflandige olieboor. Nog 'n Amerikaanse maatskappy het byna 500 megagrepe naatlose titanium-legeringsbuise - 15 meter lank, 600 mm in deursnee en 25 mm wanddikte - in 'n skag geëxtrudeer wat op 'n buitelandse tuig gebruik is. Daar word beweer dat die gewig van die aspyp met die helfte verminder kan word, wat die ballaskoste aansienlik verlaag. Daarbenewens het dit 'n hoë breuktaaiheid en 'n lang moegheidslewe.

Praktyk het bewys dat Ti 6 al 4 v-legering (Gr. 5 _tc4) die beste materiaal is, boorpyp as boortoepassings, vloeisterkte en moegheidsterkte is een van die belangrikste, daarom is twee soorte spesiale lae-vryhoogte-elemente van Gr. . 5-legering is geskik vir die meer kritieke dinamiese heftoestel. Gr29-legerings wat rutenium bevat word gebruik om spleetkorrosie of spanningskorrosie by temperature van meer as 75 ~ 80℃ te voorkom. Die komponente wat die meeste gebruik word sluit in buitelandse boorhys, boorpyp, tapse spanningsverbinding (TSJ) en titanium/staal hibriede takel.

Titaanpompe, kleppe, gewrigte, hegstukke, toebehore en onderdele en ander klein titaniumonderdele is wyd gebruik in olieproduksieplatforms. Titaanlegering word ook wyd gebruik op die dop van buitelandse olie-eksplorasie-loggingsinstrumente.

2. Hawegeboue

Titaanmateriaal het 'n laag oksiedfilmdikte van nie meer as 10nm op sy oppervlak nie, wat baie stabiel is in korrosiewe omgewing en uitstekende korrosiebestandheid teen lug, seewater en mariene omgewing het. Dit is tans die mees geskikte grondstof vir alle soorte mariene omgewings. Japan het kragtig Mariene-ontwikkeling uitgevoer, soos die brug van Japan na Shikoku, Tokiobaai oorkant die pad, Kansai-lughawe, drywende oliebergingsbasis en so aan. Die mees geskikte materiaal is gevind in die blootstellingstoetse wat deur die konstruksieministerie en die staalklub van Japan op die see-oppervlak van groot igawa uitgevoer is, sowel as die ondersoekverslae van verskeie anti-roes- en blootstellingstoetse wat deur die vervoerministerie en die staalpyppaalvereniging op die oewerbrug van die golfkasteel. Benewens uitstekende korrosiewe eienskappe, het titaan ook die voordele van min opgeloste ione in seewater, geen toksisiteit nie, en hoef nie bekommerd te wees oor omgewingsbesoedeling nie. Japan het ook 'n supergroot drywende mariene struktuur gebou, wat saamgestelde materiale van titaniumstaal in die erosiegebied gebruik; Die spatvaste wringkragte van titaniumpiere, wat elkeen 'n titaniuminhoud van 0.9t het, is gebruik in die bou van die brug oor die snelweg in Tokiobaai. Groot drywende seegeboue wat reeds in gebruik of beplan is, sluit in lughawens, hawelogistieke basisse, sportfasiliteite en meer.

3.Kuskragstasies

Die omvattende benutting van seewater is een van die belangrikste projekte in mariene ingenieurswese. Titaan wat in kuskragstasies gebruik word, word hoofsaaklik in kondensators gebruik. As gevolg van die kondensor koelwater gemaak word met seewater, seewater bevat groot hoeveelhede slik, gesuspendeerde materiaal, seediere, en allerhande korrosiewe materiale, in die bleek sout water in die see en die rivier veranderinge is meer ernstig. Die tradisionele kondensor is gemaak van koperlegeringsbuis, wat dikwels ernstig beskadig word as gevolg van verskeie korrosie in seewater. Titaan het goeie korrosiebestandheid in seewater, veral in besoedelde seewater.

4. Ontsoutingsaanleg

Water is die bron van lewe. Tans het die gebrek aan waterbronne 'n probleem geword wat die hele wêreld teister. Sowat 25 persent van die wêreld se bevolking het nie voldoende drinkwater nie. Die terrestriële riviere en grondwaterbronne in die wêreld voldoen nog lank nie aan die behoeftes van nywerheidsontwikkeling nie. Daarom sal ontsouting van seewater 'n effektiewe metode wees om die varswaterbronne in die toekoms op te los.

Van die ontwikkeling van seewater-ontsouting by die huis en in die buiteland, is daar hoofsaaklik twee metodes: distillasie en tru-osmose. Eersgenoemde verhit seewater om dit te verdamp en kondenseer die stoom om vars water te kry. In laasgenoemde geval word seewater onder druk geplaas sodat sy vars water deur sout deur 'n spesiale membraan vasgevang word. Vroeë ontsoutingsaanlegte het koperlegering, koolstofstaal en ander materiale gebruik, want hierdie materiale is nie bestand teen seewaterkorrosie nie, lae produksiedoeltreffendheid, vinnig vervang deur die uitstekende seewaterkorrosiebestandheid van titanium. Die belangrikste toepassing van titanium in seewater-ontsouting is die verwarmer hittepyp. Die belangrikste vervaardigers van ontsoutingsaanlegte is die Verenigde State en Japan. Teen 2004, is die wêreld gebou en onder konstruksie ontsouting toestel het meer as 15000 eenhede, nissan vars water ongeveer 32 miljoen ton. Japannese maatskappye bou 'n nissan 30000 ton varswater distillasie toestel vir Saoedi 10 stelle, met behulp van titanium pyp 3200 ton, die gemiddelde nissan 10000 ton toestel, benodig 107 ton titanium.

China se Tianjin, Shandong en ander plekke het ontsoutingsaanlegte gebou of onder konstruksie. Byvoorbeeld, die aanvanklike plan vir ontsouting in Tianjin is om 500,000 2007 ton vars water per dag te produseer teen 700,000 en 2010 250 ton teen XNUMX. Sowat XNUMX ton titanium sal na verwagting gebruik word in ontsoutingsprojekte in Tianjin en Shandong.

5. Die skip

Titaan en sy legerings is korrosiebestand in seewater en mariene atmosfeer, met ligte soortlike gewig, hoë sterkte, slagweerstand, geen magnetisme, klankoordrag en klein uitsettingskoëffisiënt, en word as goeie mariene materiale beskou. In onlangse jare het die aanwending van titanium in skepe baie aandag getrek. Baie vloote en skeepsbou-industrie heg groot belang aan die toepassing van titanium in skepe en ontwikkel baie soorte skip-titanium-legerings. Titaan en sy legerings word wyd gebruik in skepe, soos rompstruktuuronderdele, diepsee-opmetingskepe en ondersese drukbestande skulpe, pype, kleppe, roer, ashakies, bykomstighede, skroewe en skroefasse in kragaandrywingstoestelle, hitteruilers , koelers, romp sonar cowls en so aan.

Die eerste gebruik van titanium in die skeepsromp was die Sowjetunie se α-klas duikboot. Titaan is toe gebruik in diepsee-navorsing en diepseebystandsduikbote, hetsy bemand of onbemand. Industriële suiwer titanium vir algemene struktuuronderdele en ti-6al-4v-legering vir drukvate. Volgens dataverslae kan titanium vir rompstruktuur nie net die gewig van die romp self verminder en die effektiewe vraggewig verhoog nie, maar ook instandhouding verminder en die dienslewe van die skip verleng. Aluminiumlegering, sagte staal en ander romp strukturele materiaal, oor die algemeen 10 jaar in stand te hou, en titanium byna nie nodig om herstel te handhaaf, lewe kan ook verleng word van die algemene ongeveer 20 jaar tot 30 ~ 40 jaar.

Titaan en sy legerings is korrosiebestand in seewater en mariene atmosfeer, met ligte soortlike gewig, hoë sterkte, slagweerstand, geen magnetisme, klankoordrag en klein uitsettingskoëffisiënt, en word as goeie mariene materiale beskou. In onlangse jare het die aanwending van titanium in skepe baie aandag getrek. Baie vloote en skeepsbou-industrie heg groot belang aan die toepassing van titanium in skepe en ontwikkel baie soorte skip-titanium-legerings. Titaan en sy legerings word wyd gebruik in skepe, soos rompstruktuuronderdele, diepsee-opmetingskepe en ondersese drukbestande skulpe, pype, kleppe, roer, ashakies, bykomstighede, skroewe en skroefasse in kragaandrywingstoestelle, hitteruilers , koelers, romp sonar cowls en so aan.

Die eerste gebruik van titanium in die skeepsromp was die Sowjetunie se alfaklas duikboot. Titaan is toe gebruik in diepsee-navorsing en diepseebystandsduikbote, hetsy bemand of onbemand. Industriële suiwer titanium vir algemene struktuuronderdele en ti-6al-4v-legering vir drukvate. Volgens dataverslae kan titanium vir rompstruktuur nie net die gewig van die romp self verminder en die effektiewe vraggewig verhoog nie, maar ook instandhouding verminder en die dienslewe van die skip verleng. Aluminiumlegering, sagte staal en ander romp strukturele materiaal, oor die algemeen 10 jaar in stand te hou, en titanium byna nie nodig om herstel te handhaaf, lewe kan ook verleng word van die algemene ongeveer 20 jaar tot 30 ~ 40 jaar.

Japan Marine titanium legering navorsing vrugbaar in diepsee opname, in die "6500" diep kan akkommodeer drie operateurs in die weerstaan ​​spanning van pakhuis byna al GEBRUIK die titanium legering materiaal. Dit is die resultaat van die kobe-skeepsbou-fabrieksdirekteur wat probeer het om swaar nywerhede te mitsubishi. Duikbote gebruik 'n groot hoeveelheid titaan. Byvoorbeeld, 'n kernduikboot met 'n diepte van 900m kan soveel as 3,500 XNUMX ton gebruik.

6. Mariene visserye

Volgens berigte het Japan se visbedryf verander van visvang na visteling, met leeuvis, bot en paling wat kunsmatig grootgemaak is. Titaan gaas en titanium buis hitteruiler wat 'n sekere temperatuur van seewater handhaaf word wyd gebruik in kunsmatige kultuur. Kunsmatige verbouing van grouper is gerealiseer in kusgebiede van Fujian, China.

7.Oseaan termiese energie omskakeling

Die oseaan bevat groot hoeveelhede energie, soos gety-energie, golfenergie, temperatuurverskilenergie, seestroomenergie, soutverskilenergie ensovoorts. Met die toenemende tekort aan energie in die wêreld, sal mense meer belangstel in die ontginning en benutting van Mariene energie. Termiese en getykragprojekte is bestudeer en ontwikkel. Termo-elektriese kragopwekking is gebaseer op die beginsel dat ammoniak of freon verdamp sal word deur seewater met hoër see-oppervlaktemperatuur om turbines aan te dryf om te draai en elektrisiteit op te wek, en dan sal die verdampte ammoniak of freon afgekoel word deur lae-temperatuur seewater in die diepsee om vorm 'n aaneenlopende siklus van termiese enjinstelsel.

Die belangrikste toerusting vir temperatuurverskil kragopwekking is verdamper, kondensaat en seewater strooi, lus, ens., die vereiste van die toerusting nie net vir korrosie weerstand nie, maar ook vir ammoniak en fluoor korrosie, titanium en sy legering het nie net goeie weerstand teen korrosie nie. aan seewater, maar ook aan ammoniak- en fluoorkorrosie, dus is titaan die mees ideale materiaal.

Titaanbuisverdampers en kondensators is in termo-elektriese kragstasies in die Verenigde State en Japan gebruik, en goeie resultate is behaal.

Vooruitsigte

As 'n opkomende siviele mark van titanium, het Mariene ingenieurswese die afgelope paar jaar vinnig ontwikkel. Met die verdere verskerping van die wêreldenergiekrisis sal lande regoor die wêreld baie mannekrag en materiële hulpbronne belê om die seebodemoliebronne en ander minerale hulpbronne te verken; In die wêreldwye neiging van toenemende tekort aan vars water, sal verskeie kuslande seewater gebruik om vars water te maak. Boonop word die vloottoerustingkompetisie van elke militêre moondheid toenemend feller, en so kan dit nie sonder titaan- en titaniumlegeringsmateriaal klaarkom nie. Daarom sal titanium en sy allooie meer en meer algemeen in mariene ingenieurswese gebruik word. Daar word verwag dat titaan wat in see-ingenieurswese gebruik word, na verwagting 'n groot toepassingsmark van titanium sal word.