کاربردهای آلیاژهای تیتانیوم در مهندسی دریایی

آب شیرین کن آب دریا یک مسیر فنی مهم برای کاهش کمبود جهانی منابع آب شیرین است. در حال حاضر ، فن آوری های اصلی آب شیرین کن شامل تبخیر و اسمز معکوس است که فناوری چند- مرحله (MSF) فناوری 67 ٪ از روش تبخیر و حدود 82 ٪ از کل ظرفیت تولید آب شیرین کن را تشکیل می دهد. در حین کار این نوع دستگاه ، آب دریا اغلب در حالت درجه حرارت بالا (تا 120 درجه) و سرعت جریان زیاد قرار دارد که به مقاومت در برابر خوردگی بسیار دقیق و مقاومت در برابر فرسایش لوله ها نیاز دارد. مواد سنتی مانند آلیاژهای مس یا فولاد ضد زنگ مستعد ابتلا به خوردگی موضعی ، گودال و ترک خوردگی استرس در این محیط هستند و منجر به عمر تجهیزات کوتاه تر و هزینه های نگهداری بالاتر می شوند.

آلیاژهای تیتانیوم ، به لطف فیلم های اکسید شفابخش متراکم و خود- ، مقاومت در برابر خوردگی عالی را در محیط های کلرید دما بالا- حفظ می کنند ، به خصوص برای اجزای بحرانی مانند لوله های تبادل گرما ، لوله های گرمایشی و بخاری های آب نمک در تجهیزات دفع زباله. یک مورد معمولی ، گیاه نمک زدایی فلاش چند- است که توسط هاروی آلومینیوم در جزایر ویرجین در سال 1965 ساخته شده است و لوله های هدایت حرارتی آن همه لوله های تیتانیوم بدون درز (درجه 1 یا درجه 2) با ضخامت دیواره 0.7 میلی متر هستند که طول کل حدود 1.85 میلیون متر و یک وزن کل در حدود 24 تن است. سیستم لوله تیتانیوم پایداری خدمات خوبی را در دمای بالا- ، بالا- محیط های آب دریا نشان داده است ، از ظرفیت گیاه برای درمان 1.84 میلیون متر مکعب آب دریا در روز پشتیبانی می کند و هنوز هم به عنوان مرجع انتخاب مواد معمولی در بسیاری از پروژه ها استفاده می شود.

با توسعه صنعت نمک زدایی آب دریا به سمت بهره وری و مقیاس بزرگ- ، استفاده از آلیاژ تایتانیوم در اسمز معکوس (RO) High {1} خطوط لوله فشار ، دستگاه های بازیابی انرژی ، شیرهای پمپ و سایر اجزای به تدریج به دلیل قابلیت اطمینان عالی ، طولانی مدت و هزینه چرخه عمر کم به تدریج گسترش یافته است.

تجهیزات حفاری روغن دریایی با چالش های مختلفی از جمله فشار زیاد ، خستگی خوردگی و دمای پایین روبرو است که نیازهای جامع بسیار بالایی را برای خواص مواد مطرح می کند. آلیاژهای تیتانیوم به دلیل قدرت خاص خاص ، مقاومت در برابر خستگی خوردگی عالی و مقاومت در برابر خوردگی آب دریا ، به طور گسترده در سیستم عامل های دریایی و سیستم های حفاری و تولید دریایی عمیق استفاده می شوند.

در سکوهای برون مرزی ، آلیاژهای تیتانیوم معمولاً در بسته های لوله های کندانسور و مبدل حرارتی برای موتورهای چرخه بسته {{0} استفاده می شوند. این مؤلفه ها نیاز به هدایت حرارتی خوب ، مقاومت در برابر سوخت های زیستی و مقاومت در برابر خوردگی دارند و آلیاژهای تیتانیوم (به عنوان مثال ، درجه 12 ، TI-0.15pd و غیره) می توانند ضمن اطمینان از راندمان حرارتی ، فواصل نگهداری تجهیزات را به طور قابل توجهی گسترش دهند. علاوه بر این ، اجسام پمپ تیتانیوم ، دریچه ها و اتصالات لوله کشی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی شکاف در محیط های کلرید ، قابلیت اطمینان کلی سیستم را به طور قابل توجهی بهبود می بخشند.

در Deep- حفاری دریایی ، از آلیاژهای تیتانیوم برای تولید فشار بحرانی-} اجزای تحمل مانند Risers ، اتصالات لوله پیش ساخته و اجزای جلوگیری از انفجار استفاده می شود. به عنوان مثال ، آلیاژهای تیتانیوم با قدرت بالا- مانند Ti- 6al-} 4V (درجه 5) می تواند در محیط های فوق العاده آبهای بالاتر از 3000 متر استفاده شود ، و مقاومت در برابر هیدروژنی بسیار عالی آنها می تواند در صورت بارهای دینامیکی و در محیط های تحت فشار و فشار در محیط های تحت فشار قرار دهد.

کاربرد موفقیت آمیز آلیاژ تیتانیوم در مزارع آب شیرین کن آب دریا و حفاری روغن دریایی کاملاً منعکس کننده مزایای جامع عملکرد آن به عنوان یک ماده اصلی ساختاری برای مهندسی دریایی است. با توسعه مداوم منابع دریایی به دریای عمیق و دریای دور ، الزامات بالاتر برای عملکرد و اقتصاد مواد مطرح می شود.

در آینده ، آلیاژهای تیتانیوم همچنین چشم انداز کاربردهای گسترده ای در زمینه های نوظهور مانند تبدیل انرژی حرارتی دریایی (OTEC) ، معدن زیر آب و سیستم عامل های انرژی هسته ای شناور دریایی دارند. ترویج بیشتر فن آوری های تولید هزینه کم- برای آلیاژهای تیتانیوم (مانند متالورژی پودر و تولید مواد افزودنی) ، توسعه آلیاژهای جدید تیتانیوم با مقاومت بالاتر و مقاومت در برابر خوردگی بهتر ، و بهبود طراحی ساختارهای آهنگسازی تیتانیوم/فولاد ، به تقویت رقم بودن عناوین آلیاژ در تمام دوره های زندگی در طول عمر زندگی کمک می کند. مهندسی