Razvoj pomorske nafte i plina
Nafta je ekonomski spas jedne zemlje. Procjenjuje se da su obnovljivi izvori nafte 300 milijardi tona, od čega su rezerve nafte u moru oko 130 milijardi tona. Razvoj offshore nafte započeo je početkom 20. stoljeća. Njegov razvoj prošao je kroz proces od pučine do pučine, od plitkog mora do dubokog mora. Ograničena tehničkim uvjetima i razvojem materijala, isprva se mogu eksploatirati samo nalazišta nafte i prirodnog plina koja se protežu neposredno od obale do plitkog mora. Od 1980-ih, potaknuto energetskom krizom i tehnološkim napretkom, istraživanje i razvoj nafte u moru brzo su se razvili, a razvoj nafte u moru brzo je napredovao do epikontinentalnog pojasa, postupno formirajući novi sektor naftne industrije u moru. Platforma za bušenje na moru radna je baza za provedbu istraživanja i eksploatacije nafte i plina na moru, što označava razinu tehnologije razvoja nafte i plina na moru. Oprema za proizvodnju nafte u moru uglavnom uključuje platforme za proizvodnju nafte i pomoćnu opremu, a pomoćna oprema uključuje hladnjake sirove nafte, uzlazne cijevi za naftu, pumpe, ventile, spojeve i stezaljke. Ova oprema je u kontaktu s morskom vodom i sulfidima, amonijakom, klorom i drugim medijima u sirovoj nafti. Budući da titan ima izvrsnu otpornost na koroziju u ovim medijima, Sjedinjene Države ranih 1970-ih koristile su titanske stupove naftnih platformi na moru u svojim naftnim poljima, a također su koristile titan za izradu školjkastih i pločastih izmjenjivača topline. Titanijski školjkasto-cijevni izmjenjivači topline koriste morsku vodu kao rashladni medij za hlađenje visokotemperaturne mješavine plina i nafte ekstrahirane iz naftne bušotine. Pločasti izmjenjivači topline od titana također koriste morsku vodu kao rashladni medij za hlađenje slatke vode koja se koristi za hlađenje sirove nafte u izmjenjivačima topline od ugljičnog čelika. Sjedinjene Države koriste oko 100 izmjenjivača topline od titana na platformama za bušenje naftnih polja u Sjevernom moru. Dijelovi od titana koje je naručio Hunting Oilfield Services u Aberdeenu, Škotska, Ujedinjeno Kraljevstvo, navodno su prva visokotlačna dizna okna od titana na svijetu, korištena u projektu Heidrum tvrtke Continental Petroleum Company (Conoco) u Norveškoj.
Cijevi za bušenje od legure titana od titana imaju dug vijek trajanja, teže samo pola nehrđajućeg čelika, ali su dvostruko fleksibilnije od nehrđajućeg čelika i imaju vijek trajanja 10 puta duži od čelika. Ova izvrsna svojstva čine titan materijalom za bušenje teških, gotovo kružnih, dubokih naftnih bušotina. Kombinirani alati za bušenje koji sadrže bušaću cijev od titana mogu uvelike smanjiti vrijeme bušenja i smanjiti ukupne troškove bušenja. GrantPrideco, RTI Energy Systems i Torch Drilling Services u Sjedinjenim Američkim Državama prvi su 2000. godine upotrijebili titanske bušaće cijevi za industrijske primjene. Titanijske bušaće cijevi koje proizvode i isporučuju GrantPrideco i RTI Energy Systems također su opremljene čeličnim spojevima alata koje osigurava GrantPrideco Anti-Fatigue . Ovaj spoj je male težine, fleksibilan u uporabi i može učiniti bušaću cijev od titana jakom i čvrstom.
Sustav cjevovoda za morsku vodu neizostavan je dio proizvodnje nafte u moru. Budući da titan ima visoku otpornost na koroziju u morskoj vodi i njegov vijek trajanja je 10 puta duži od čelika, cijena sustava cijevi od legure titana isplativa je u usporedbi s Cu-Ni sustavom. Active Metals iz Sjedinjenih Američkih Država i Precision Tube Technology zajednički su osnovali tvrtku za tehnologiju titanskih cijevi za proizvodnju cijevi od legure titana velikog promjera. Legura korištena u ovoj cijevi je legura Ti-3Al-2.5V, promjera 650 mm, debljine stijenke 22-25 mm, duljine 350 m i težine { {10}}t. Planira se koristiti za proizvodnju nafte u moru. Druga američka tvrtka koristila je bešavnu cijev od legure titana duljine 15 m, vanjskog promjera 600 mm i debljine stijenke od 25 mm kako bi ekstruzijom napravila okomitu osovinsku cijev dugu gotovo 500 m, koja se koristila u platformi za bušenje na moru. Rečeno je da se težina ove okomite cijevi osovine može prepoloviti, čime se uvelike smanjuju troškovi balasta. Osim toga, također ima visoku otpornost na lom i dugi vijek trajanja.
Prema izvješćima s podacima, u projektu razvoja naftnih polja u Sjevernom moru u Sjedinjenim Državama, količina titana korištenog u plutajućim uređajima na brodu i fiksnim uređajima na morskom dnu povećala se u usporedbi s prije. Potražnja za materijalima od titana za 24 plutajuća uređaja na brodu i 64 fiksna uređaja na morskom dnu je: 50-100t za zaštitne uređaje, 50-100t za priključne uređaje, 400-1000t za opću opremu za podizanje , i 1400-4200t za bušaće cijevi. Korozija strukturnih dijelova uzrokovana biološkom kontaminacijom na platformama za proizvodnju nafte u moru prilično je ozbiljna. Jedna američka tvrtka koristi dugačko kućište izrađeno od titanskih cijevi na proizvodnoj platformi za zaštitu dijelova na platformi.
U posljednjih nekoliko godina, primjena dijelova od legure titana u operacijama bušenja nafte i obalne proizvodnje značajno se povećala. Dijelovi od legure titana omogućuju bušenjem nafte da uđe u dublje vode i dublje naftne bušotine, uključujući više temperature i jako korozivna (tj. slana) proizvodna okruženja.
Za takve primjene, s obzirom na sveobuhvatnu izvedbu, primjenjiva je legura na bazi titanijske šipke TC4 (Ti-6Al-4V) i niske cijene. Sustav cjevovoda morske vode neizostavan je dio proizvodnje nafte u moru. Budući da titan ima visoku otpornost na koroziju na morsku vodu i njegov radni vijek je 10 puta duži od čelika, cijena sustava cijevi od titana isplativa je u usporedbi s Cu-Ni sustavom. Active Metals Company iz Sjedinjenih Država i Precision Tube Technology Company zajednički su osnovali tvrtku za tehnologiju cijevi od titana za proizvodnju cijevi od legure titana velikog promjera. Legura korištena u ovoj cijevi je legura TA18 (Ti-3Al-2.5V), promjera 650 mm, debljine stijenke 22-25 mm, duljine 350 m i cijev težine 80-90t. Planira se koristiti za proizvodnju nafte u moru. Druga američka tvrtka koristila je bešavnu cijev od legure titana duljine 15 m, vanjskog promjera 600 mm i debljine stijenke od 25 mm kako bi ekstruzijom napravila okomitu osovinsku cijev dugu gotovo 500 m, koja se koristila u platformi za bušenje na moru. Rečeno je da se težina ove okomite cijevi osovine može prepoloviti, čime se uvelike smanjuju troškovi balasta. Osim toga, također ima visoku otpornost na lom i dugi vijek trajanja.
Praksa je pokazala da je legura Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) najbolji materijal za bušenje cijevi. Kao primjena bušenja, granica razvlačenja i čvrstoća zamora su važni. Stoga su dvije legure Gr.5 s posebno niskim međuprostornim elementima prikladne za kritičnije dinamičke uređaje za podizanje. Kada radna temperatura prijeđe 75-80 stupnjeva, kako bi se spriječila korozija u pukotinama ili korozija naprezanja, koristi se legura Gr29 koja sadrži rutenij. Uobičajeno korištene komponente uključuju uređaje za dizanje pri obalnom bušenju, cijevi za bušenje, konusne naprezne spojeve (TSJ) i mješovite uređaje za dizanje od titana i čelika.
Mali dijelovi od titana kao što su pumpe od titana, ventili, spojevi, spojni elementi, učvršćenja i rezervni dijelovi naširoko se koriste na platformama za proizvodnju nafte. Legure titana također se široko koriste u školjkama inozemnih instrumenata za istraživanje nafte na moru i bušotina.
Izgradnja luke
Materijal od titana na svojoj površini ima oksidni film debljine ne veće od 10nm. Vrlo je stabilan u korozivnom okruženju i ima izvrsnu otpornost na koroziju u zraku, morskoj vodi i morskom okruženju. Trenutno je to sirovina koja se može prilagoditi različitim morskim sredinama. Japan je snažno razvio ocean, poput mosta od Honshua do Shikokua, Tokyo Bay Crossing Roada, zračne luke Kansai i plutajuće baze za skladištenje nafte. Ispitivanje izloženosti koje su proveli japansko Ministarstvo graditeljstva i Steel Club na rijeci Oi i različiti testovi izloženosti antikorozivnosti koje su proveli Ministarstvo prometa i Steel Pipe Pile Association na Hasaki Drifting Sand Pieru također pokazuju da je titan prikladan materijal. Osim izvrsnih antikorozivnih svojstava, titan također ima prednosti vrlo malo otopljenih iona u morskoj vodi i nema potrebe brinuti o zagađenju okoliša. Japan je također izgradio super-veliku plutajuću pomorsku strukturu, koristeći kompozitne materijale od titana i čelika u područjima ispiranja morske vode; u izgradnji Tokyo Bay Crossing Roada, titanijski materijali korišteni su kao debla otporna na prskanje za stupove mosta, a količina titana korištenog za svaki stup mosta je 0,9 t. Velike plutajuće pomorske građevine koje su se koristile ili su planirane uključuju zračne luke, lučke logističke baze, sportske objekte itd.
Obalna elektrana
Sveobuhvatno iskorištavanje morske vode jedan je od važnih projekata u brodogradnji. Kondenzator obalne elektrane je uređaj koji koristi veliku količinu morske vode. Titan koji se koristi u obalnim elektranama uglavnom se koristi u kondenzatorima. Budući da kondenzator kao vodu za hlađenje koristi morsku vodu, a morska voda sadrži veliku količinu mulja, suspendiranih tvari, morskih organizama i raznih korozivnih tvari, situacija je ozbiljnija u slatkoj slanoj vodi gdje se izmjenjuju morska i riječna voda. Tradicionalni kondenzatori koriste cijevi od bakrene legure, koje su često ozbiljno oštećene zbog raznih vrsta korozije u morskoj vodi. Titan ima dobru otpornost na koroziju u morskoj vodi, posebno u onečišćenoj morskoj vodi, a njegova otpornost na eroziju velike brzine i koroziju u morskoj vodi posebno je izvanredna.
Uređaj za desalinizaciju morske vode
"Voda je izvor života." Trenutno je nedostatak vodnih resursa postao problem koji muči svijet. Oko 25% svjetske populacije nema dovoljno izvora pitke vode. Rijeke i izvori podzemnih voda u svijetu daleko su od zadovoljavanja potreba industrijskog razvoja. Stoga će u budućnosti desalinizacija morske vode biti učinkovit način za ljude da riješe slatkovodne resurse.
