Ứng dụng Hợp kim Titan trong Kỹ thuật Hàng hải

Hủy nước biển là một con đường kỹ thuật quan trọng để giảm bớt sự thiếu hụt toàn cầu về tài nguyên nước ngọt. Hiện tại, các công nghệ khử mặn chính bao gồm bay hơi và thẩm thấu ngược, trong đó công nghệ Multi - FLASH (MSF) chiếm 67% phương pháp bay hơi và khoảng 82% tổng năng lực sản xuất khử mặn toàn cầu. Trong quá trình hoạt động của loại thiết bị này, nước biển thường ở trạng thái nhiệt độ cao (lên đến 120 độ) và tốc độ dòng chảy cao, đòi hỏi phải có khả năng chống ăn mòn cực kỳ nghiêm ngặt và kháng xói mòn của các đường ống. Các vật liệu truyền thống như hợp kim đồng hoặc thép không gỉ dễ bị ăn mòn, rỗ và ăn mòn căng thẳng trong môi trường này, dẫn đến tuổi thọ thiết bị ngắn hơn và chi phí bảo trì cao hơn.

Hợp kim Titan, nhờ vào màng oxit đặc và tự - của chúng, duy trì khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong môi trường clorua nhiệt độ- cao, đặc biệt là các thành phần quan trọng như ống trao đổi nhiệt, ống sưởi và máy sưởi nước muối trong thiết bị khử dịch. Một trường hợp điển hình là nhà máy khử muối flash đa- được chế tạo bởi harvey nhôm ở Quần đảo Virgin vào năm 1965, và các ống dẫn nhiệt của nó đều là các ống titan liền mạch (độ 1 hoặc cấp 2) với độ dày thành 0,7 mm, với tổng chiều dài khoảng 1,85 triệu mét. Hệ thống ống titan đã cho thấy sự ổn định dịch vụ tốt ở nhiệt độ cao -, cao - môi trường nước biển dòng chảy, hỗ trợ công suất của nhà máy để xử lý 1,84 triệu mét khối nước biển mỗi ngày và vẫn được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho lựa chọn vật liệu điển hình trong nhiều dự án.

Với sự phát triển của ngành công nghiệp khử mặn nước biển hướng tới hiệu quả và quy mô lớn -, việc áp dụng hợp kim titan trong bệnh thẩm thấu ngược (RO) cao - đường ống áp lực, thiết bị thu hồi năng lượng, van bơm và các thành phần khác đã dần dần mở rộng do độ tin cậy tuyệt vời của nó, chi phí chu kỳ tuổi thọ cao.

Thiết bị khoan dầu ngoài khơi phải đối mặt với nhiều thách thức như áp suất cao, mệt mỏi ăn mòn và nhiệt độ thấp, đưa ra các yêu cầu toàn diện cực kỳ cao đối với các tính chất vật liệu. Hợp kim Titan được sử dụng rộng rãi trong các nền tảng ngoài khơi và hệ thống khoan và sản xuất biển sâu - do sức mạnh đặc hiệu cao của chúng, kháng mỏi ăn mòn tuyệt vời và kháng ăn mòn nước biển.

Trong các nền tảng ngoài khơi, các hợp kim titan thường được sử dụng trong các gói ống ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt cho các động cơ chu kỳ - đã đóng. Các thành phần này cần có độ dẫn nhiệt tốt, kháng sinh học và kháng ăn mòn và hợp kim titan (ví dụ: Lớp 12, Ti-0.15PD, v.v.) có thể mở rộng đáng kể các khoảng thời gian bảo trì thiết bị trong khi đảm bảo hiệu quả nhiệt. Ngoài ra, các cơ thể bơm Titanium, van và phụ kiện đường ống cải thiện đáng kể độ tin cậy tổng thể của hệ thống do khả năng chống ăn mòn kẽ hở trong môi trường clorua.

Trong Deep - khoan biển, hợp kim titan được sử dụng để sản xuất áp suất tới hạn - Các thành phần mang như riser, phụ kiện ống dự ứng lực và các thành phần phòng ngừa. Ví dụ, các hợp kim titan cường độ cao - như Ti - 6al - 4V (Lớp 5) có thể được sử dụng trong môi trường nước siêu sâu trên 3.000 mét, và độ bền của chúng.

Việc áp dụng thành công hợp kim titan trong các lĩnh vực khử mặn nước biển và khoan dầu ngoài khơi hoàn toàn phản ánh lợi thế hiệu suất toàn diện của nó như là một vật liệu cấu trúc quan trọng cho kỹ thuật biển. Với sự phát triển liên tục của các nguồn tài nguyên biển cho Biển sâu và Biển xa, các yêu cầu cao hơn được đưa ra cho hiệu suất và kinh tế của vật liệu.

Trong tương lai, các hợp kim Titan cũng có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực mới nổi như chuyển đổi năng lượng nhiệt biển (OTEC), khai thác dưới đất và nền tảng năng lượng hạt nhân nổi ngoài khơi. Thúc đẩy hơn nữa - Các công nghệ sản xuất chi phí cho hợp kim titan (như luyện kim bột và sản xuất phụ gia), phát triển hợp kim Titan mới với cường độ cao hơn và khả năng chống ăn mòn tốt hơn và cải thiện thiết kế sản xuất marin.