Dezvoltarea petrolului și gazelor marine
Petrolul este salvarea economică a unei țări. Se estimează că resursele de petrol recuperabile sunt de 300 de miliarde de tone, dintre care rezervele de petrol offshore sunt de aproximativ 130 de miliarde de tone. Dezvoltarea petrolului offshore a început la începutul secolului al XX-lea. Dezvoltarea sa a trecut printr-un proces de la offshore la offshore, de la mare mică la mare adâncime. Limitate de condițiile tehnice și de dezvoltarea materială, numai zăcămintele de petrol și gaze naturale care se extind direct de la coastă până la marea de mică adâncime pot fi exploatate la început. Începând cu anii 1980, stimulate de criza energetică și de progresul tehnologic, explorarea și dezvoltarea petrolului offshore s-au dezvoltat rapid, iar dezvoltarea petrolului offshore a avansat rapid la platforma continentală, formând treptat un nou sector al industriei petroliere offshore. Platforma de foraj offshore este baza de lucru pentru implementarea explorării și exploatării de petrol și gaze offshore, ceea ce marchează nivelul tehnologiei de dezvoltare a petrolului și gazelor offshore. Echipamentele de producție de petrol offshore includ în principal platforme de producție de petrol și echipamente auxiliare, iar echipamentele auxiliare includ răcitoare de țiței, tubulaturi de ulei, pompe, supape, îmbinări și cleme. Aceste echipamente sunt în contact cu apa de mare și sulfuri, amoniac, clor și alte medii din țiței. Deoarece titanul are o rezistență excelentă la coroziune în aceste medii, Statele Unite au folosit stâlpi de platformă petrolieră offshore din titan în câmpurile sale petroliere la începutul anilor 1970 și, de asemenea, au folosit titan pentru a face schimbătoare de căldură cu carcasă și tub și schimbătoare de căldură cu plăci. Schimbătoarele de căldură cu carcasă și tuburi de titan folosesc apa de mare ca mediu de răcire pentru a răci amestecul de gaz/ulei la temperatură înaltă extras din puțul de petrol. Schimbătoarele de căldură cu plăci de titan folosesc, de asemenea, apa de mare ca mediu de răcire pentru a răci apa dulce utilizată pentru răcirea petrolului brut în schimbătoarele de căldură din oțel carbon. Statele Unite folosesc aproximativ 100 de schimbătoare de căldură din titan pe platformele de foraj ale câmpurilor petroliere din Marea Nordului. Piesele din titan comandate de Hunting Oilfield Services din Aberdeen, Scoția, Marea Britanie, se spune că sunt primele arbori de înaltă presiune din titan din lume, utilizate în proiectul Heidrum al companiei Continental Petroleum (Conoco) din Norvegia.
Țevile de foraj din titan din aliaj de petrol au o durată de viață lungă, cântăresc doar jumătate din oțel inoxidabil, dar sunt de două ori mai flexibile decât oțelul inoxidabil și au o durată de viață de 10 ori mai mare decât oțelul. Aceste proprietăți excelente fac din titan un material pentru forarea puțurilor de petrol dificile, aproape circulare, adânci. Uneltele de foraj combinate care conțin țevi de foraj de titan pot reduce foarte mult timpul de foraj și pot reduce costul total de foraj. GrantPrideco, RTI Energy Systems și Torch Drilling Services din Statele Unite au folosit pentru prima dată țevi de foraj de titan pentru aplicații industriale în 2000. Țeava de foraj de titan produsă și furnizată de GrantPrideco și RTI Energy Systems este, de asemenea, echipată cu îmbinări pentru scule din oțel furnizate de GrantPrideco Anti-Fatigue . Această îmbinare este ușoară, flexibilă în utilizare și poate face țeava de foraj din titan puternică și robustă.
Sistemul de conducte de apă de mare este o parte indispensabilă a producției de petrol offshore. Deoarece titanul are o rezistență ridicată la coroziune la apa de mare și durata sa de viață este de 10 ori mai mare decât cea a oțelului, costul sistemului de conducte din aliaj de titan este rentabil în comparație cu sistemul Cu-Ni. Active Metals of the United States și Precision Tube Technology au înființat împreună o companie de tehnologie a tuburilor de titan pentru a produce un tub de aliaj de titan cu diametru mare. Aliajul utilizat în această țeavă este aliaj Ti-3Al{-2.5V, cu un diametru de 650 mm, o grosime a peretelui de 22-25 mm, o lungime de 350 m și o greutate de { {10}}t. Este planificat să fie utilizat pentru producția de petrol offshore. O altă companie americană a folosit un tub fără sudură din aliaj de titan cu o lungime de 15 m, un diametru exterior de 600 mm și o grosime a peretelui de 25 mm pentru a realiza prin extrudare o țeavă cu ax vertical de aproape 500 m lungime, care a fost folosită într-o platformă de foraj offshore. Se spune că greutatea acestei țevi cu ax vertical poate fi redusă la jumătate, reducând astfel foarte mult costul balastului. În plus, are, de asemenea, rezistență ridicată la rupere și viață lungă la oboseală.
Potrivit rapoartelor de date, în proiectul de dezvoltare a câmpului petrolier din Marea Nordului din Statele Unite, cantitatea de titan utilizată în dispozitivele plutitoare de la bord și dispozitivele fixe de pe fundul mării a crescut în comparație cu înainte. Cererea de materiale de titan pentru 24 de dispozitive plutitoare la bord și 64 de dispozitive fixe pe fundul mării este: 50-100t pentru dispozitive de protecție, 50-100t pentru dispozitive de conectare, 400-1000t pentru echipamente generale de ridicare și 1400-4200t pentru țevi de foraj. Coroziunea pieselor structurale cauzată de contaminarea biologică pe platformele de producție de petrol offshore este destul de gravă. O companie din SUA folosește carcasă lungă din tuburi de titan pe platforma de producție pentru a proteja piesele de pe platformă.
În ultimii câțiva ani, aplicarea pieselor din aliaj de titan în operațiunile de foraj petrolier și de producție de coastă a crescut semnificativ. Piesele din aliaj de titan permit forării petroliere să pătrundă în ape mai adânci și în puțuri de petrol mai adânci, inclusiv temperaturi mai ridicate și medii de producție puternic corozive (adică sărate).
Pentru astfel de aplicații, având în vedere performanța cuprinzătoare, aliajul pe bază de titan TC4 (Ti-6Al{-4V) este aplicabil și cu un cost redus. Sistemul de conducte de apă de mare este o parte indispensabilă a producției de petrol offshore. Deoarece titanul are o rezistență ridicată la coroziune la apa de mare și durata sa de viață este de 10 ori mai mare decât cea a oțelului, costul sistemului de țevi din titan este rentabil în comparație cu sistemul Cu-Ni. Active Metals Company din Statele Unite și Precision Tube Technology Company au înființat în comun o companie de tehnologie a țevilor de titan pentru a produce o țeavă de aliaj de titan cu diametru mare. Aliajul utilizat în această țeavă este aliajul TA18 (Ti-3Al{{-2.5V), cu un diametru de 650 mm, o grosime a peretelui de 22-25 mm, o lungime de 350 m și un conductă cântărind 80-90t. Este planificat să fie utilizat pentru producția de petrol offshore. O altă companie americană a folosit o țeavă din aliaj de titan fără sudură, cu o lungime de 15 m, un diametru exterior de 600 mm și o grosime a peretelui de 25 mm, pentru a realiza prin extrudare o țeavă cu ax vertical de aproape 500 m lungime, care a fost folosită într-o platformă de foraj offshore. Se spune că greutatea acestei țevi cu ax vertical poate fi redusă la jumătate, reducând astfel foarte mult costul balastului. În plus, are, de asemenea, rezistență ridicată la rupere și viață lungă la oboseală.
Practica a demonstrat că aliajul Ti-6Al{-4V (Gr.5_TC4) este cel mai bun material pentru găurirea țevilor. Ca aplicație de foraj, limita de curgere și rezistența la oboseală sunt importante. Prin urmare, două aliaje Gr.5 cu elemente interstițiale deosebit de scăzute sunt potrivite pentru dispozitive de ridicare dinamice mai critice. Când temperatura de funcționare depășește 75-80 grade , pentru a preveni coroziunea în crăpături sau coroziunea prin tensiune, se folosește aliajul Gr29 care conține ruteniu. Componentele utilizate în mod obișnuit includ dispozitive de ridicare de foraj de coastă, țevi de foraj, îmbinări de tensiune conice (TSJ) și dispozitive de ridicare mixte din titan/oțel.
Piesele mici din titan, cum ar fi pompele, supapele, îmbinările, elementele de fixare, dispozitivele de fixare și piesele de schimb din titan, au fost utilizate pe scară largă pe platformele de producție de ulei. Aliajele de titan sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în carcasele instrumentelor străine de explorare petrolieră offshore și de detectare a puțurilor.
Construcția portului
Materialul de titan are o peliculă de oxid cu o grosime de cel mult 10nm pe suprafața sa. Este foarte stabil într-un mediu coroziv și are o rezistență excelentă la coroziune la aer, apa de mare și mediul marin. În prezent este o materie primă care se poate adapta la diverse medii marine. Japonia a dezvoltat puternic oceanul, cum ar fi podul de la Honshu la Shikoku, Tokyo Bay Crossing Road, aeroportul Kansai și baza plutitoare de stocare a petrolului. Testul de expunere efectuat de Ministerul japonez al Construcțiilor și de Clubul Oțelului de pe râul Oi și diferitele teste de expunere la coroziune efectuate de Ministerul Transporturilor și Asociația de pile de țevi de oțel pe debarcaderul Hasaki Drifting Sand, de asemenea, arată că titanul este un material adecvat. Pe lângă performanțele sale anticorozive excelente, titanul are, de asemenea, avantajele foarte puține ioni dizolvați în mediile cu apă de mare și nu trebuie să vă faceți griji cu privire la poluarea mediului. Japonia a construit, de asemenea, o structură marină plutitoare super-mare, folosind materiale compozite titan-oțel în zonele de curățare a apei de mare; în construcția drumului Tokyo Bay Crossing, s-au folosit materiale de titan ca trunchi rezistente la stropire pentru digurile de pod, iar cantitatea de titan folosită pentru fiecare dig de pod este de 0,9 t. Clădirile maritime plutitoare mari care au fost folosite sau sunt planificate includ aeroporturi, baze logistice portuare, facilități sportive etc.
Centrală electrică de coastă
Utilizarea cuprinzătoare a apei de mare este unul dintre proiectele importante în inginerie marină. Condensatorul centralei de coastă este un dispozitiv care utilizează o cantitate mare de apă de mare. Titanul folosit în centralele electrice de coastă este utilizat în principal în condensatoare. Deoarece condensatorul folosește apa de mare ca apă de răcire, iar apa de mare conține o cantitate mare de noroi, materii în suspensie, organisme marine și diverse substanțe corozive, situația este mai gravă în apa dulce sărată, unde apa de mare și apa de râu alternează. Condensatoarele tradiționale folosesc tuburi din aliaj de cupru, care sunt adesea grav deteriorate din cauza diferitelor coroziuni din apa de mare. Titanul are o rezistență bună la coroziune în apa de mare, în special în apa de mare poluată, iar rezistența sa de mare viteză la eroziune și coroziune la apa de mare este deosebit de remarcabilă.
Dispozitiv de desalinizare a apei de mare
„Apa este sursa vieții”. În prezent, lipsa resurselor de apă a devenit o problemă care afectează lumea. Aproximativ 25% din populația lumii nu dispune de resurse suficiente de apă potabilă. Râurile terestre și resursele de apă subterană din lume sunt departe de a satisface nevoile dezvoltării industriale. Prin urmare, în viitor, desalinizarea apei de mare va fi o modalitate eficientă pentru oameni de a rezolva resursele de apă dulce.
