Zastosowanie materiałów tytanowych w inżynierii morskiej
Tytan jest materiałem o doskonałych właściwościach fizycznych i stabilnych właściwościach chemicznych. Tytan i jego stopy mają wysoką wytrzymałość, niski ciężar właściwy i są odporne na korozję wody morskiej i korozję w temperaturze oceanu, co może dobrze spełniać wymagania aplikacji w inżynierii morskiej. Po latach wysiłków profesjonalistów z branży tytanu i badaczy zastosowań inżynierii morskiej, tytan jest szeroko stosowany w rozwoju morskiej ropy naftowej i gazu, budowie portów, elektrowniach przybrzeżnych, odsalaniu wody morskiej, statkach, rybołówstwie morskim i konwersji energii cieplnej morza. Obecnie tytan w inżynierii morskiej stał się jednym z głównych obszarów cywilnego wykorzystania tytanu. Konkretne zastosowania materiałów tytanowych w inżynierii morskiej to:
1. Rozwój morskiego wydobycia ropy naftowej i gazu:
Platforma wiertnicza na morzu jest bazą roboczą do realizacji podmorskich prac poszukiwawczych i rozwojowych w zakresie ropy naftowej i gazu, co oznacza poprawę poziomu technicznego podmorskich prac poszukiwawczych i rozwojowych w zakresie ropy naftowej i gazu. Sprzęt do produkcji ropy naftowej na morzu obejmuje głównie platformy do produkcji ropy naftowej i sprzęt pomocniczy, w tym chłodnice ropy naftowej, rury wznoszące do produkcji ropy naftowej, pompy, zawory, złącza i zaciski. Sprzęt ten ma kontakt z mediami, takimi jak siarczki, amoniak i chlor w wodzie morskiej i ropie naftowej.
2. Budowa portu:
Materiał tytanowy ma na swojej powierzchni warstwę tlenku o grubości nie większej niż 10 nm, która jest bardzo stabilna w środowisku korozyjnym i ma doskonałą odporność na korozję w atmosferze, wodzie morskiej i środowisku morskim. Jest to obecnie surowiec, który najlepiej dostosowuje się do różnych środowisk morskich.
3. Elektrownie przybrzeżne:
Kompleksowe wykorzystanie wody morskiej jest jednym z ważnych projektów w inżynierii morskiej. Skraplacz elektrowni przybrzeżnej to urządzenie, które wykorzystuje dużą ilość wody morskiej. Tytan używany w elektrowni przybrzeżnej to głównie tytan używany w skraplaczu. Ponieważ skraplacz wykorzystuje wodę morską jako wodę chłodzącą, a woda morska zawiera dużą ilość osadów, zawiesin, organizmów morskich i różnych substancji żrących, sytuacja jest poważniejsza w wodzie słonej, gdzie woda morska i woda rzeczna występują naprzemiennie. Tradycyjne skraplacze wykorzystują rury ze stopu miedzi, które często ulegają poważnym uszkodzeniom z powodu różnych korozji w wodzie morskiej. Tytan ma dobrą odporność na korozję w wodzie morskiej, szczególnie w zanieczyszczonej wodzie morskiej, a jego odporność na korozję erozyjną o dużej prędkości jest szczególnie wyjątkowa.
4. Urządzenie do odsalania wody morskiej:
Od rozwoju odsalania wody morskiej w kraju i za granicą, istnieją głównie dwie metody: destylacja i odwrócona osmoza. Pierwsza polega na podgrzewaniu wody morskiej w celu jej odparowania, a następnie skropleniu pary wodnej w celu uzyskania świeżej wody. Druga polega na sprężaniu wody morskiej, tak aby świeża woda w niej przepływała przez specjalną membranę, przechwytując sól i uzyskując świeżą wodę. Wczesne urządzenia do odsalania wody morskiej wykorzystywały stopy miedzi, stal węglową i inne materiały. Ponieważ materiały te nie są odporne na korozję w wodzie morskiej i mają niską wydajność produkcji, wkrótce zostały zastąpione tytanem o doskonałej odporności na korozję w wodzie morskiej. W odsalaniu wody morskiej głównym zastosowaniem tytanu jest rura przenosząca ciepło grzałki urządzenia do odsalania.
5. Statki:
Zastosowanie tytanu w statkach przyciągnęło wiele uwagi. Marynarki wojenne i przemysł stoczniowy różnych krajów również przywiązują dużą wagę do badań nad zastosowaniem tytanu w statkach i opracowały wiele gatunków morskich stopów tytanu. Tytan i jego stopy są szeroko stosowane w statkach, takich jak elementy konstrukcyjne kadłuba, statki do badań głębinowych i kadłuby podwodne odporne na ciśnienie, rury, zawory, stery, ramy wałów, akcesoria, śruby napędowe i wały śrubowe w urządzeniach napędowych, wymiennikach ciepła, chłodnicach, osłonach prowadnic sonarów kadłubowych itp.
6. Rybołówstwo morskie: Rybołówstwo morskie przeszło z rybołówstwa na hodowlę, a ryby takie jak skorpena, flądra i węgorze zostały sztucznie wyhodowane. W sztucznej technologii hodowlanej powszechnie stosuje się tytanowe siatki metalowe i tytanowe rurowe wymienniki ciepła, które utrzymują określoną temperaturę wody morskiej.
7. Konwersja energii cieplnej oceanu: Ocean zawiera ogromną ilość energii, takiej jak energia pływów, energia fal, energia różnicy temperatur, energia prądów oceanicznych, energia różnicy zasolenia itp. Wraz ze wzrastającym niedoborem energii na świecie ludzie będą bardziej zainteresowani rozwojem i wykorzystaniem energii oceanu. Projekty wytwarzania energii z różnicy temperatur i pływów zostały zbadane i opracowane. Zasada wytwarzania energii termoelektrycznej polega na wykorzystaniu wody morskiej o wyższej temperaturze na powierzchni oceanu do gazyfikacji amoniaku lub freonu, napędzaniu turbiny w celu obracania i generowania energii elektrycznej, a następnie wykorzystaniu wody morskiej o niskiej temperaturze w głębinach morskich do chłodzenia zgazowanego amoniaku lub freonu, tworząc stale krążący układ silnika cieplnego.