Jūras naftas un gāzes attīstība
Nafta ir valsts ekonomikas glābšanas riņķis. Tiek lēsts, ka atgūstamie naftas resursi ir 300 miljardi tonnu, no kuriem naftas rezerves jūrā ir aptuveni 130 miljardi tonnu. Jūras naftas attīstība sākās 20. gadsimta sākumā. Tās attīstība ir gājusi cauri procesam no jūras uz jūru, no seklas jūras līdz dziļjūrai. Ierobežojot tehniskos apstākļus un materiālu attīstību, sākotnēji var izmantot tikai naftas un dabasgāzes atradnes, kas stiepjas tieši no krasta līdz seklai jūrai. Kopš 1980. gadiem, enerģētikas krīzes un tehnoloģiskā progresa stimulēta, naftas izpēte un attīstība jūrā ir strauji attīstījusies, un naftas attīstība jūrā ir strauji virzījusies uz kontinentālo šelfu, pakāpeniski veidojot jaunu jūras naftas rūpniecības sektoru. Jūras urbšanas platforma ir darba bāze naftas un gāzes izpētes un ieguves jūrā īstenošanai, kas iezīmē naftas un gāzes izstrādes tehnoloģiju līmeni jūrā. Jūras naftas ieguves iekārtās galvenokārt ietilpst naftas ieguves platformas un palīgiekārtas, un palīgiekārtās ietilpst jēlnaftas dzesētāji, eļļas stāvvadi, sūkņi, vārsti, savienojumi un skavas. Šīs iekārtas ir saskarē ar jūras ūdeni un sulfīdiem, amonjaku, hloru un citām jēlnaftas vidēm. Tā kā titānam ir lieliska izturība pret koroziju šajās vidēs, Amerikas Savienotās Valstis 1970. gadu sākumā savos naftas laukos izmantoja titāna naftas platformas pīlārus, kā arī izmantoja titānu, lai izgatavotu apvalka un cauruļu siltummaiņus un plākšņu siltummaiņus. Titāna apvalka un cauruļu siltummaiņi izmanto jūras ūdeni kā dzesēšanas līdzekli, lai atdzesētu augstas temperatūras gāzes/eļļas maisījumu, kas iegūts no naftas urbuma. Titāna plākšņu siltummaiņi izmanto arī jūras ūdeni kā dzesēšanas līdzekli, lai atdzesētu saldūdeni, ko izmanto jēlnaftas dzesēšanai oglekļa tērauda siltummaiņos. Amerikas Savienotās Valstis izmanto aptuveni 100 titāna siltummaiņus uz Ziemeļjūras naftas atradņu urbšanas platformām. Tiek uzskatīts, ka titāna detaļas, kuras pasūta uzņēmums Hunting Oilfield Services Aberdīnā, Skotijā, Apvienotajā Karalistē, ir pasaulē pirmās titāna augstspiediena stāvvada šahtas, ko izmanto Continental Petroleum Company (Conoco) Heidrum projektā Norvēģijā.
Naftas titāna sakausējuma titāna urbšanas caurulēm ir ilgs kalpošanas laiks, tās sver tikai pusi no nerūsējošā tērauda, taču tās ir divreiz elastīgākas nekā nerūsējošais tērauds, un to kalpošanas laiks ir 10 reizes lielāks nekā tēraudam. Šīs lieliskās īpašības padara titānu par materiālu sarežģītu, gandrīz apaļu, dziļu naftas urbumu urbšanai. Kombinētie urbšanas instrumenti, kas satur titāna urbšanas cauruli, var ievērojami samazināt urbšanas laiku un samazināt kopējās urbšanas izmaksas. GrantPrideco, RTI Energy Systems un Torch Drilling Services Amerikas Savienotajās Valstīs pirmo reizi izmantoja titāna urbšanas cauruli rūpnieciskiem lietojumiem 2000. gadā. GrantPrideco un RTI Energy Systems ražotā un piegādātā titāna urbšanas caurule ir aprīkota arī ar GrantPrideco Anti-Fatigue nodrošinātajiem tērauda instrumentu savienojumiem. . Šis savienojums ir viegls, elastīgs lietošanā, un tas var padarīt titāna urbšanas cauruli stipru un izturīgu.
Jūras ūdens cauruļvadu sistēma ir neatņemama naftas ieguves jūrā sastāvdaļa. Tā kā titānam ir augsta izturība pret jūras ūdeni un tā kalpošanas laiks ir 10 reizes lielāks nekā tēraudam, titāna sakausējuma cauruļu sistēmas izmaksas ir rentablas salīdzinājumā ar Cu-Ni sistēmu. Amerikas Savienoto Valstu Active Metals un Precision Tube Technology ir kopīgi izveidojuši titāna cauruļu tehnoloģiju uzņēmumu, lai ražotu liela diametra titāna sakausējuma caurules. Šajā caurulē izmantotais sakausējums ir Ti-3Al-2,5 V sakausējums ar diametru 650 mm, sieniņu biezumu 22-25 mm, garumu 350 m un svaru { {10}}t. To plānots izmantot naftas ieguvei jūrā. Cits amerikāņu uzņēmums izmantoja bezšuvju titāna sakausējuma cauruli ar 15 m garumu, 600 mm ārējo diametru un 25 mm sieniņu biezumu, lai ar ekstrūzijas palīdzību izgatavotu gandrīz 500 m garu vertikālo vārpstas cauruli, kas tika izmantota urbšanas platformā atklātā jūrā. Ir teikts, ka šīs vertikālās vārpstas caurules svaru var samazināt uz pusi, tādējādi ievērojami samazinot balasta izmaksas. Turklāt tam ir arī augsta izturība pret lūzumiem un ilgs noguruma kalpošanas laiks.
Saskaņā ar datiem, Ziemeļjūras naftas atradņu attīstības projektā Amerikas Savienotajās Valstīs kuģu peldošajās ierīcēs un jūras gultnes stacionārajās ierīcēs izmantotā titāna daudzums ir palielinājies salīdzinājumā ar iepriekšējo. Pieprasījums pēc titāna materiāliem 24 peldošām ierīcēm uz kuģa un 64 stacionārām ierīcēm jūras gultnē ir: 50-100t aizsardzības ierīcēm, 50-100t savienojuma ierīcēm, 400-1000t vispārējām celšanas iekārtām , un 1400-4200t urbšanas caurulēm. Bioloģiskā piesārņojuma izraisītā konstrukcijas daļu korozija naftas ieguves platformās jūrā ir diezgan nopietna. ASV uzņēmums ražošanas platformā izmanto garu korpusu, kas izgatavots no titāna caurulēm, lai aizsargātu platformas daļas.
Pēdējos gados titāna sakausējuma detaļu pielietojums naftas urbšanas un piekrastes ražošanas darbībās ir ievērojami palielinājies. Titāna sakausējuma daļas ļauj naftas urbšanai iekļūt dziļākos ūdeņos un dziļākos naftas urbumos, tostarp augstākās temperatūrās un ļoti kodīgās (ti, sāļās) ražošanas vidēs.
Šādiem lietojumiem, ņemot vērā visaptverošo veiktspēju, TC4 titāna stieņa (Ti-6Al-4V) bāzes sakausējums ir piemērots un zemas izmaksas. Jūras ūdens cauruļvadu sistēma ir neatņemama naftas ieguves jūrā sastāvdaļa. Tā kā titānam ir augsta jūras ūdens izturība pret koroziju un tā kalpošanas laiks ir 10 reizes lielāks nekā tēraudam, titāna cauruļu sistēmas izmaksas ir rentablas salīdzinājumā ar Cu-Ni sistēmu. Amerikas Savienoto Valstu uzņēmums Active Metals un Precision Tube Technology Company kopīgi izveidoja titāna cauruļu tehnoloģiju uzņēmumu, lai ražotu liela diametra titāna sakausējuma caurules. Šajā caurulē tiek izmantots TA18 (Ti-3Al-2.5V) sakausējums, kura diametrs ir 650 mm, sieniņu biezums ir 22-25mm, garums 350 m un caurules svars 80-90t. To plānots izmantot naftas ieguvei jūrā. Cits amerikāņu uzņēmums izmantoja bezšuvju titāna sakausējuma cauruli ar 15 m garumu, 600 mm ārējo diametru un 25 mm sieniņu biezumu, lai ar ekstrūzijas palīdzību izgatavotu gandrīz 500 m garu vertikālo vārpstas cauruli, kas tika izmantota urbšanas platformā atklātā jūrā. Ir teikts, ka šīs vertikālās vārpstas caurules svaru var samazināt uz pusi, tādējādi ievērojami samazinot balasta izmaksas. Turklāt tam ir arī augsta izturība pret lūzumiem un ilgs noguruma kalpošanas laiks.
Prakse ir pierādījusi, ka Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) sakausējums ir labākais materiāls cauruļu urbšanai. Urbšanas gadījumā liela nozīme ir tecēšanas un noguruma izturībai. Tāpēc divi Gr.5 sakausējumi ar īpaši zemiem intersticiālajiem elementiem ir piemēroti kritiskākām dinamiskām pacelšanas ierīcēm. Ja darba temperatūra pārsniedz 75-80 grādus, lai novērstu plaisu koroziju vai sprieguma koroziju, tiek izmantots rutēniju saturošs Gr29 sakausējums. Parasti izmantotās sastāvdaļas ir piekrastes urbšanas pacelšanas ierīces, urbšanas caurules, konusveida sprieguma savienojumi (TSJ) un titāna/tērauda jauktās pacelšanas ierīces.
Mazas titāna detaļas, piemēram, titāna sūkņi, vārsti, savienojumi, stiprinājumi, armatūra un rezerves daļas, ir plaši izmantotas naftas ieguves platformās. Titāna sakausējumus plaši izmanto arī ārvalstu naftas izpētes un urbumu noteikšanas instrumentu korpusos.
Ostas celtniecība
Titāna materiāla virsmai ir oksīda plēve, kuras biezums nepārsniedz 10nm. Tas ir ļoti stabils korozīvā vidē, un tam ir lieliska izturība pret koroziju pret gaisu, jūras ūdeni un jūras vidi. Šobrīd tā ir izejviela, kas spēj pielāgoties dažādām jūras vidēm. Japāna ir enerģiski attīstījusi okeānu, piemēram, tiltu no Honshu uz Shikoku, Tokijas līča šķērsošanas ceļu, Kansai lidostu un peldošo naftas uzglabāšanas bāzi. Ekspozīcijas tests, ko veica Japānas Būvniecības ministrija un Tērauda klubs uz Oi upes, un dažādie pretkorozijas iedarbības testi, ko veica Transporta ministrija un Tērauda cauruļu pāļu asociācija Hasaki dreifējošo smilšu molā, arī liecina, ka titāns ir piemērots materiāls. Papildus lieliskajai pretkorozijas veiktspējai, titānam ir arī ļoti maz izšķīdušo jonu priekšrocības jūras ūdens vidē, un nav jāuztraucas par vides piesārņojumu. Japāna ir arī uzbūvējusi īpaši lielu peldošu jūras struktūru, izmantojot titāna-tērauda kompozītmateriālus jūras ūdens mazgāšanas zonās; Tokyo Bay Crossing Road būvniecībā titāna materiāli tika izmantoti kā šļakatu necaurlaidīgi stumbri tiltu balstiem, un katram tilta balstam izmantotais titāna daudzums ir 0,9 t. Lielas peldošās jūras ēkas, kas ir izmantotas vai tiek plānotas, ietver lidostas, ostu loģistikas bāzes, sporta objektus utt.
Piekrastes spēkstacija
Jūras ūdens visaptveroša izmantošana ir viens no nozīmīgākajiem projektiem jūras inženierzinātnēs. Piekrastes spēkstacijas kondensators ir ierīce, kas izmanto lielu daudzumu jūras ūdens. Titānu, ko izmanto piekrastes spēkstacijās, galvenokārt izmanto kondensatoros. Tā kā kondensators izmanto jūras ūdeni kā dzesēšanas ūdeni un jūras ūdenī ir liels daudzums dubļu, suspendēto vielu, jūras organismu un dažādu kodīgu vielu, situācija ir daudz nopietnāka saldūdens sālsūdenī, kur mijas jūras ūdens un upes ūdens. Tradicionālajos kondensatoros tiek izmantotas vara sakausējuma caurules, kuras bieži tiek nopietni bojātas dažādu jūras ūdens koroziju dēļ. Titānam ir laba izturība pret koroziju jūras ūdenī, īpaši piesārņotā jūras ūdenī, un tā ātrgaitas erozija un korozijas izturība pret jūras ūdeni ir īpaši izcila.
Jūras ūdens atsāļošanas iekārta
"Ūdens ir dzīvības avots." Šobrīd ūdens resursu trūkums ir kļuvis par problēmu, kas nomoka pasauli. Apmēram 25% pasaules iedzīvotāju nav pietiekami daudz dzeramā ūdens resursu. Zemes upes un gruntsūdens resursi pasaulē ne tuvu neatbilst rūpniecības attīstības vajadzībām. Tāpēc nākotnē jūras ūdens atsāļošana būs efektīvs veids, kā cilvēkiem atrisināt saldūdens resursus.
