Marine olie- og gasudvikling
Olie er et lands økonomiske livline. Det anslås, at de indvindelige olieressourcer er 300 milliarder tons, hvoraf offshore-oliereserverne er omkring 130 milliarder tons. Udviklingen af offshore olie begyndte i begyndelsen af det 20. århundrede. Dens udvikling er gået gennem en proces fra offshore til offshore, fra lavt hav til dybt hav. Begrænset af tekniske forhold og materiel udvikling kan kun olie- og naturgasforekomster, der strækker sig direkte fra kysten til det lave hav, udnyttes i første omgang. Siden 1980'erne, stimuleret af energikrisen og teknologiske fremskridt, har offshore olieefterforskning og -udvikling udviklet sig hurtigt, og offshore olieudvikling er hurtigt rykket frem til kontinentalsoklen og har gradvist dannet en ny offshore olieindustrisektor. Offshore-boreplatformen er arbejdsbasen for implementering af offshore olie- og gasefterforskning og -udvinding, hvilket markerer niveauet for offshore olie- og gasudviklingsteknologi. Offshore olieproduktionsudstyr omfatter hovedsageligt olieproduktionsplatforme og hjælpeudstyr, og hjælpeudstyret omfatter råoliekølere, oliestigerør, pumper, ventiler, samlinger og klemmer. Dette udstyr er i kontakt med havvand og sulfider, ammoniak, klor og andre medier i råolie. Fordi titanium har fremragende korrosionsbestandighed i disse medier, brugte USA titanium offshore olieplatformsøjler i sine oliefelter i begyndelsen af 1970'erne og brugte også titanium til fremstilling af skal-og-rør varmevekslere og pladevarmevekslere. Titanium shell-and-tube varmevekslere bruger havvand som et kølemedium til at køle højtemperaturgas/olieblandingen udvundet fra oliebrønden. Titaniumpladevarmevekslere bruger også havvand som et kølemedium til at afkøle det ferskvand, der bruges til at afkøle råolie i kulstofstålvarmevekslere. USA bruger omkring 100 titanium varmevekslere på Nordsøen oliefelt boreplatforme. Titanium-delene, der er bestilt af Hunting Oilfield Services i Aberdeen, Skotland, Storbritannien, siges at være de første titanium højtryksstigerør i verden, brugt i Heidrum-projektet af Continental Petroleum Company (Conoco) i Norge.
Petroleum titanium legering titanium borerør har en lang levetid, vejer kun halvdelen af rustfrit stål, men er dobbelt så fleksible som rustfrit stål og har en levetid på 10 gange stål. Disse fremragende egenskaber gør titanium til et materiale til boring af svære, næsten cirkulære, dybe oliebrønde. De kombinerede boreværktøjer, der indeholder titaniumborerør, kan i høj grad reducere boretiden og reducere de samlede boreomkostninger. GrantPrideco, RTI Energy Systems og Torch Drilling Services i USA brugte først titanium borerør til industrielle anvendelser i 2000. Titanium borerøret produceret og leveret af GrantPrideco og RTI Energy Systems er også udstyret med stålværktøjssamlinger leveret af GrantPrideco Anti-Fatigue . Denne samling er let i vægt, fleksibel i brug og kan gøre titanium borerøret stærkt og robust.
Havvandsrørledningssystemet er en uundværlig del af offshore olieproduktion. Da titanium har høj korrosionsbestandighed over for havvand, og dets levetid er 10 gange længere end stål, er prisen på titanlegeringsrørsystem omkostningseffektiv sammenlignet med Cu-Ni-systemet. Active Metals of the United States og Precision Tube Technology har i fællesskab etableret et titaniumrørteknologifirma til at producere et titanlegeringsrør med stor diameter. Legeringen anvendt i dette rør er Ti-3Al-2.5V legering, med en diameter på 650 mm, en vægtykkelse på 22-25 mm, en længde på 350 m og en vægt på { {10}}t. Det er planlagt til at blive brugt til offshore olieproduktion. Et andet amerikansk firma brugte et sømløst titanlegeringsrør med en længde på 15 m, en ydre diameter på 600 mm og en vægtykkelse på 25 mm til at lave et næsten 500 m langt lodret akselrør ved ekstrudering, som er blevet brugt i en offshore-boreplatform. Det siges, at vægten af dette vertikale akselrør kan halveres, og derved reducere ballastomkostningerne betydeligt. Derudover har den også høj brudsejhed og lang udmattelseslevetid.
Ifølge datarapporter er mængden af titanium, der anvendes i flydende anordninger og havbundsfaste anordninger, steget i forhold til tidligere i Nordsøens oliefeltudviklingsprojekt i USA. Efterspørgslen efter titaniummaterialer til 24 flydende enheder om bord og 64 faste enheder på havbunden er: 50-100t til beskyttelsesanordninger, 50-100t til forbindelsesanordninger, 400-1000t til almindeligt løfteudstyr , og 1400-4200t for borerør. Korrosionen af strukturelle dele forårsaget af biologisk forurening på offshore olieproduktionsplatforme er ret alvorlig. Et amerikansk firma bruger lange hylstre lavet af titaniumrør på produktionsplatformen for at beskytte delene på platformen.
I de seneste par år er anvendelsen af titanlegeringsdele i olieboring og kystproduktion steget betydeligt. Titaniumlegeringsdele tillader olieboring at komme ind på dybere vand og dybere oliebrønde, herunder højere temperaturer og stærkt ætsende (dvs. saltholdige) produktionsmiljøer.
Til sådanne applikationer, i betragtning af den omfattende ydeevne, er TC4 titanium stang (Ti-6Al-4V) baseret legering anvendelig og lav pris. Havvandsrørledningssystem er en uundværlig del af offshore olieproduktion. Da titanium har høj korrosionsbestandighed over for havvand, og dets levetid er 10 gange længere end stål, er prisen på titaniumrørsystem omkostningseffektiv sammenlignet med Cu-Ni-systemet. Active Metals Company i USA og Precision Tube Technology Company etablerede i fællesskab et titaniumrørteknologiselskab til fremstilling af et titanlegeringsrør med stor diameter. Den anvendte legering i dette rør er TA18 (Ti-3Al-2.5V) legering, med en diameter på 650 mm, en vægtykkelse på 22-25 mm, en længde på 350 m og en rør, der vejer 80-90t. Det er planlagt til at blive brugt til offshore olieproduktion. Et andet amerikansk firma brugte et sømløst titanlegeringsrør med en længde på 15 m, en ydre diameter på 600 mm og en vægtykkelse på 25 mm til at lave et næsten 500 m langt lodret akselrør ved ekstrudering, som er blevet brugt i en offshore-boreplatform. Det siges, at vægten af dette vertikale akselrør kan halveres, og derved reducere ballastomkostningerne betydeligt. Derudover har den også høj brudsejhed og lang udmattelseslevetid.
Praksis har vist, at Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) legering er det bedste materiale til at bore rør. Som en boreapplikation er flydespænding og udmattelsesstyrke vigtige. Derfor er to Gr.5-legeringer med særligt lave interstitielle elementer velegnede til mere kritiske dynamiske løfteanordninger. Når driftstemperaturen overstiger 75-80 grad, bruges rutheniumholdig Gr29-legering for at forhindre spaltekorrosion eller spændingskorrosion. Almindeligt anvendte komponenter omfatter løfteanordninger til kystboring, borerør, koniske spændingsforbindelser (TSJ'er) og blandede løfteanordninger af titanium/stål.
Små titanium dele såsom titanium pumper, ventiler, samlinger, fastgørelsesanordninger, armaturer og reservedele er blevet meget brugt på olieproduktionsplatforme. Titaniumlegeringer er også meget udbredt i skallerne til udenlandsk offshore olieefterforskning og brønddetektionsinstrumenter.
Havnebyggeri
Titaniummaterialet har en oxidfilm med en tykkelse på ikke mere end 10nm på overfladen. Det er meget stabilt i et korrosivt miljø og har fremragende korrosionsbestandighed over for luft, havvand og havmiljø. Det er i øjeblikket et råmateriale, der kan tilpasse sig forskellige havmiljøer. Japan har kraftigt udviklet havet, såsom broen fra Honshu til Shikoku, Tokyo Bay Crossing Road, Kansai Lufthavn og den flydende olielagerbase. Eksponeringstesten udført af det japanske ministerium for byggeri og stålklubben på Oi-floden og de forskellige anti-korrosionseksponeringstest udført af transportministeriet og stålrørspæleforeningen på Hasaki Drifting Sand Pier viser også, at titanium er en passende materiale. Ud over sin fremragende anti-korrosionsevne har titanium også fordelene ved meget få opløste ioner i havvandsmiljøer og ingen grund til at bekymre sig om miljøforurening. Japan har også bygget en superstor, flydende marin struktur, ved hjælp af titanium-stål kompositmaterialer i havvandsrensningsområder; i konstruktionen af Tokyo Bay Crossing Road blev titaniummaterialer brugt som stænksikre stammer til bropiller, og mængden af titanium, der blev brugt til hver bropille, er 0,9 t. Store flydende marinebygninger, der har været brugt eller er planlagt, omfatter lufthavne, havnelogistikbaser, sportsfaciliteter mv.
Kystkraftværk
Den omfattende udnyttelse af havvand er et af de vigtige projekter inden for skibsteknik. Kystkraftværkets kondensator er en enhed, der bruger en stor mængde havvand. Titanium, der anvendes i kystkraftværker, bruges hovedsageligt i kondensatorer. Da kondensatoren bruger havvand som kølevand, og havvand indeholder en stor mængde mudder, suspenderet stof, marine organismer og forskellige ætsende stoffer, er situationen mere alvorlig i det ferske saltvand, hvor havvand og flodvand veksler. Traditionelle kondensatorer bruger kobberlegeringsrør, som ofte er alvorligt beskadiget på grund af forskellig korrosion i havvand. Titanium har god korrosionsbestandighed i havvand, især i forurenet havvand, og dets højhastighedserosion og korrosionsbestandighed over for havvand er særligt fremragende.
Anordning til afsaltning af havvand
"Vand er kilden til liv." På nuværende tidspunkt er manglen på vandressourcer blevet et problem, der plager verden. Omkring 25 % af verdens befolkning har ikke tilstrækkelige drikkevandsressourcer. Landfloderne og grundvandsressourcerne i verden opfylder langt fra behovene for industriel udvikling. Derfor vil afsaltning af havvand i fremtiden være en effektiv måde for mennesker at løse ferskvandsressourcer på.
