Ontwikkeling van maritieme olie en gas
Olie is de economische levensader van een land. Er wordt geschat dat de winbare olievoorraden 300 miljard ton bedragen, waarvan de offshore oliereserves ongeveer 130 miljard ton bedragen. De ontwikkeling van offshore-olie begon in het begin van de 20e eeuw. De ontwikkeling ervan heeft een proces doorlopen van offshore tot offshore, van ondiepe zee tot diepzee. Beperkt door technische omstandigheden en materiële ontwikkeling kunnen in eerste instantie alleen olie- en aardgasvoorraden worden geëxploiteerd die zich rechtstreeks van de kust tot aan de ondiepe zee uitstrekken. Sinds de jaren tachtig hebben de exploratie en ontwikkeling van offshore-olie zich, gestimuleerd door de energiecrisis en de technologische vooruitgang, snel ontwikkeld, en heeft de ontwikkeling van offshore-olie zich snel naar het continentaal plat ontwikkeld, waardoor geleidelijk een nieuwe offshore-olie-industrie is ontstaan. Het offshore boorplatform is de werkbasis voor de implementatie van offshore olie- en gasexploratie en -exploitatie, wat het niveau van de offshore olie- en gasontwikkelingstechnologie markeert. Offshore olieproductieapparatuur omvat voornamelijk olieproductieplatforms en hulpapparatuur, en de hulpapparatuur omvat koelers voor ruwe olie, oliestijgbuizen, pompen, kleppen, verbindingen en klemmen. Deze apparatuur komt in contact met zeewater en sulfiden, ammoniak, chloor en andere media in ruwe olie. Omdat titanium in deze media een uitstekende corrosieweerstand heeft, gebruikten de Verenigde Staten begin jaren zeventig titanium offshore-olieplatformpijlers in hun olievelden, en gebruikten ze ook titanium om pijpenbundel-warmtewisselaars en platenwarmtewisselaars te maken. Titanium shell-and-tube-warmtewisselaars gebruiken zeewater als koelmedium om het gas/oliemengsel op hoge temperatuur dat uit de oliebron wordt gewonnen, af te koelen. Titaniumplatenwarmtewisselaars gebruiken ook zeewater als koelmedium om het zoete water te koelen dat wordt gebruikt om ruwe olie in koolstofstalen warmtewisselaars te koelen. De Verenigde Staten gebruiken ongeveer 100 titaniumwarmtewisselaars op boorplatforms voor olievelden in de Noordzee. De titanium onderdelen besteld door Hunting Oilfield Services in Aberdeen, Schotland, VK, zouden de eerste titanium hogedruk-stijgassen ter wereld zijn, gebruikt in het Heidrum-project van Continental Petroleum Company (Conoco) in Noorwegen.
Titaniumboorbuizen van petroleum-titaanlegering hebben een lange levensduur, wegen slechts de helft van roestvrij staal, maar zijn twee keer zo flexibel als roestvrij staal en hebben een levensduur van 10 keer die van staal. Deze uitstekende eigenschappen maken titanium tot een materiaal voor het boren van moeilijke, bijna cirkelvormige, diepe oliebronnen. De gecombineerde boorgereedschappen die titanium boorpijpen bevatten, kunnen de boortijd aanzienlijk verkorten en de totale boorkosten verlagen. GrantPrideco, RTI Energy Systems en Torch Drilling Services in de Verenigde Staten gebruikten in 2000 voor het eerst titanium boorpijpen voor industriële toepassingen. De titanium boorpijp geproduceerd en geleverd door GrantPrideco en RTI Energy Systems is ook uitgerust met stalen gereedschapsverbindingen geleverd door GrantPrideco. . Dit gewricht is licht van gewicht, flexibel in gebruik en kan de titanium boorpijp sterk en stevig maken.
Het zeewaterpijpleidingsysteem is een onmisbaar onderdeel van de offshore olieproductie. Omdat titanium een hoge corrosieweerstand tegen zeewater heeft en de levensduur 10 keer zo lang is als die van staal, zijn de kosten van een buissysteem van titaniumlegering kosteneffectief in vergelijking met het Cu-Ni-systeem. Active Metals uit de Verenigde Staten en Precision Tube Technology hebben gezamenlijk een technologiebedrijf voor titaniumbuizen opgericht om een buis van titaniumlegering met een grote diameter te produceren. De legering die in deze pijp wordt gebruikt is een Ti-3Al-2.5V-legering, met een diameter van 650 mm, een wanddikte van 22-25 mm, een lengte van 350 m en een gewicht van { {10}}t. Het is de bedoeling dat het wordt gebruikt voor de offshore-olieproductie. Een ander Amerikaans bedrijf gebruikte een naadloze buis van titaniumlegering met een lengte van 15 meter, een buitendiameter van 600 mm en een wanddikte van 25 mm om door extrusie een bijna 500 meter lange verticale schachtpijp te maken, die is gebruikt in een offshore boorplatform. Er wordt gezegd dat het gewicht van deze verticale schachtpijp kan worden gehalveerd, waardoor de ballastkosten aanzienlijk worden verlaagd. Bovendien heeft het ook een hoge breuktaaiheid en een lange levensduur tegen vermoeiing.
Volgens gegevensrapporten is bij het ontwikkelingsproject voor olievelden in de Noordzee in de Verenigde Staten de hoeveelheid titanium die wordt gebruikt in drijvende apparaten aan boord van schepen en vaste apparaten op de zeebodem toegenomen vergeleken met voorheen. De vraag naar titaniummaterialen voor 24 drijvende apparaten aan boord en 64 vaste apparaten op de zeebodem is: 50-100t voor beschermingsapparatuur, 50-100t voor verbindingsapparatuur, 400-1000t voor algemene hijsapparatuur , en 1400-4200t voor boorpijpen. De corrosie van structurele onderdelen veroorzaakt door biologische vervuiling op offshore olieproductieplatforms is behoorlijk ernstig. Een Amerikaans bedrijf gebruikt op het productieplatform een lange behuizing van titaniumbuizen om de onderdelen op het platform te beschermen.
De afgelopen jaren is de toepassing van onderdelen van titaniumlegeringen bij olieboringen en kustproductie aanzienlijk toegenomen. Onderdelen van titaniumlegering maken het mogelijk dat olieboringen diepere wateren en diepere oliebronnen binnendringen, inclusief hogere temperaturen en ernstig corrosieve (dwz zoute) productieomgevingen.
Voor dergelijke toepassingen is, gezien de uitgebreide prestaties, een TC4-legering op basis van titaniumstaven (Ti-6Al-4V) toepasbaar en goedkoop. Zeewaterpijpleidingsystemen zijn een onmisbaar onderdeel van de offshore olieproductie. Omdat titanium een hoge corrosieweerstand tegen zeewater heeft en de levensduur 10 keer zo lang is als die van staal, zijn de kosten van een titanium leidingsysteem kosteneffectief in vergelijking met een Cu-Ni-systeem. Active Metals Company uit de Verenigde Staten en Precision Tube Technology Company hebben gezamenlijk een titaniumpijptechnologiebedrijf opgericht om pijpen van titaniumlegering met een grote diameter te produceren. De legering die in deze buis wordt gebruikt is TA18 (Ti-3Al-2.5V) legering, met een diameter van 650 mm, een wanddikte van 22-25 mm, een lengte van 350 m en een pijp met een gewicht van 80-90t. Het is de bedoeling dat het wordt gebruikt voor de offshore-olieproductie. Een ander Amerikaans bedrijf gebruikte een naadloze pijp van titaniumlegering met een lengte van 15 meter, een buitendiameter van 600 mm en een wanddikte van 25 mm om door extrusie een bijna 500 meter lange verticale schachtpijp te maken, die werd gebruikt in een offshore boorplatform. Er wordt gezegd dat het gewicht van deze verticale schachtpijp kan worden gehalveerd, waardoor de ballastkosten aanzienlijk worden verlaagd. Bovendien heeft het ook een hoge breuktaaiheid en een lange levensduur tegen vermoeiing.
De praktijk heeft uitgewezen dat de Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4)-legering het beste materiaal is voor het boren van pijpen. Als boortoepassing zijn vloeigrens en vermoeiingssterkte belangrijk. Daarom zijn twee Gr.5-legeringen met bijzonder lage interstitiële elementen geschikt voor meer kritische dynamische hefapparaten. Wanneer de bedrijfstemperatuur hoger is dan 75-80 graden, wordt, om spleetcorrosie of spanningscorrosie te voorkomen, een rutheniumhoudende Gr29-legering gebruikt. Veelgebruikte componenten zijn onder meer hijsapparatuur voor kustboringen, boorpijpen, taps toelopende spanningsverbindingen (TSJ's) en gemengde hijsapparatuur van titanium/staal.
Kleine titaniumonderdelen zoals titaniumpompen, kleppen, verbindingen, bevestigingsmiddelen, armaturen en reserveonderdelen worden op grote schaal gebruikt op olieproductieplatforms. Titaniumlegeringen worden ook veel gebruikt in de granaten van buitenlandse offshore olie-exploratie- en boorputdetectie-instrumenten.
Haven bouw
Het titaniummateriaal heeft een oxidefilm met een dikte van niet meer dan 10 nm op het oppervlak. Het is zeer stabiel in een corrosieve omgeving en heeft een uitstekende corrosieweerstand tegen lucht, zeewater en mariene omgevingen. Het is momenteel een grondstof die zich kan aanpassen aan verschillende mariene omgevingen. Japan heeft de oceaan krachtig ontwikkeld, zoals de brug van Honshu naar Shikoku, de Tokyo Bay Crossing Road, Kansai Airport en de drijvende olieopslagbasis. De blootstellingstest uitgevoerd door het Japanse Ministerie van Bouw en de Steel Club aan de Oi-rivier en de verschillende anticorrosieblootstellingstests uitgevoerd door het Ministerie van Transport en de Steel Pipe Pile Association op de Hasaki Drifting Sand Pier laten ook zien dat titanium een geschikt materiaal. Naast zijn uitstekende anti-corrosieprestaties heeft titanium ook de voordelen van zeer weinig opgeloste ionen in zeewateromgevingen, en hoeft u zich geen zorgen te maken over milieuvervuiling. Japan heeft ook een supergrote drijvende maritieme constructie gebouwd, waarbij gebruik wordt gemaakt van titanium-staalcomposietmaterialen in gebieden waar zeewater schuurt; bij de constructie van de Tokyo Bay Crossing Road werden titaniummaterialen gebruikt als spatwaterdichte stammen voor brugpijlers, en de hoeveelheid titanium die voor elke brugpijler werd gebruikt, bedraagt 0,9 ton. Grote drijvende maritieme gebouwen die zijn gebruikt of gepland zijn, zijn onder meer luchthavens, logistieke havenbases, sportfaciliteiten, enz.
Kustcentrale
Het uitgebreide gebruik van zeewater is een van de belangrijke projecten in de waterbouwkunde. De condensor van een kustkrachtcentrale is een apparaat dat een grote hoeveelheid zeewater gebruikt. Titanium dat in kustenergiecentrales wordt gebruikt, wordt voornamelijk gebruikt in condensors. Omdat de condensor zeewater als koelwater gebruikt en zeewater een grote hoeveelheid modder, zwevende deeltjes, mariene organismen en diverse corrosieve stoffen bevat, is de situatie ernstiger in het zoete zoute water waar zeewater en rivierwater elkaar afwisselen. Traditionele condensors gebruiken buizen van koperlegeringen, die vaak ernstig beschadigd raken als gevolg van verschillende soorten corrosie in zeewater. Titanium heeft een goede corrosieweerstand in zeewater, vooral in vervuild zeewater, en de snelle erosie en corrosieweerstand tegen zeewater is bijzonder uitstekend.
Ontziltingsapparaat voor zeewater
"Water is de bron van het leven." Momenteel is het gebrek aan watervoorraden een probleem geworden dat de wereld teistert. Ongeveer 25% van de wereldbevolking beschikt niet over voldoende drinkwatervoorraden. De landrivieren en grondwaterbronnen in de wereld voldoen nog lang niet aan de behoeften van de industriële ontwikkeling. Daarom zal ontzilting van zeewater in de toekomst een effectieve manier zijn voor mensen om zoetwatervoorraden op te lossen.
