Razvoj morske nafte i plina
Nafta je ekonomski spas jedne zemlje. Procjenjuje se da su nadoknadivi resursi nafte 300 milijardi tona, od čega su rezerve nafte na moru oko 130 milijardi tona. Razvoj nafte na moru započeo je početkom 20. stoljeća. Njegov razvoj je prošao kroz proces od obale do obale, od plitkog mora do dubokog mora. Ograničena tehničkim uslovima i materijalnim razvojem, u početku se mogu eksploatisati samo nalazišta nafte i prirodnog gasa koja se protežu direktno od obale do plitkog mora. Od 1980-ih, podstaknuto energetskom krizom i tehnološkim napretkom, istraživanje i razvoj nafte na moru brzo su se razvijali, a razvoj nafte na moru brzo je napredovao do epikontinentalnog pojasa, postupno formirajući novi sektor naftne industrije na moru. Platforma za bušenje na moru je radna baza za sprovođenje istraživanja i eksploatacije nafte i gasa na moru, koja označava nivo tehnologije razvoja nafte i gasa na moru. Oprema za proizvodnju nafte na moru uglavnom uključuje platforme za proizvodnju nafte i pomoćnu opremu, a pomoćna oprema uključuje hladnjake za sirovu naftu, podizače ulja, pumpe, ventile, spojeve i stezaljke. Ova oprema je u kontaktu sa morskom vodom i sulfidima, amonijakom, hlorom i drugim medijima u sirovoj nafti. Budući da titanijum ima odličnu otpornost na koroziju u ovim medijima, Sjedinjene Države su koristile titanijumske stubove naftne platforme na moru u svojim naftnim poljima početkom 1970-ih, a takođe su koristile titan za pravljenje izmjenjivača topline s školjkom i cijevi i pločastih izmjenjivača topline. Titanijumski izmjenjivači topline s školjkom i cijevi koriste morsku vodu kao rashladni medij za hlađenje visokotemperaturne mješavine plina i nafte izvučene iz naftne bušotine. Titanijumski pločasti izmjenjivači topline također koriste morsku vodu kao rashladni medij za hlađenje svježe vode koja se koristi za hlađenje sirove nafte u izmjenjivačima topline od ugljičnog čelika. Sjedinjene Države koriste oko 100 titanijumskih izmjenjivača topline na platformama za bušenje naftnih polja Sjevernog mora. Za dijelove od titana koje je naručila Hunting Oilfield Services u Aberdeenu, Škotska, Velika Britanija, kaže se da su prva okna za podizanje visokog pritiska na svijetu, korištena u projektu Heidrum kompanije Continental Petroleum Company (Conoco) u Norveškoj.
Cijevi za bušenje od titanijumske legure nafte imaju dug vijek trajanja, teže samo pola od nehrđajućeg čelika, ali su dvostruko fleksibilnije od nehrđajućeg čelika i imaju vijek trajanja 10 puta duži od čelika. Ova izvrsna svojstva čine titanijum materijalom za bušenje teških, gotovo kružnih, dubokih naftnih bušotina. Kombinirani alati za bušenje koji sadrže titanijsku bušaću cijev mogu uvelike smanjiti vrijeme bušenja i smanjiti ukupne troškove bušenja. GrantPrideco, RTI Energy Systems i Torch Drilling Services u Sjedinjenim Državama prvi su koristili titanijumsku bušaću cijev za industrijsku primjenu 2000. godine. Cijev za bušenje od titanijuma koju proizvode i isporučuju GrantPrideco i RTI Energy Systems također je opremljena čeličnim spojevima alata koje obezbjeđuje GrantPrideco Anti-Fatigue . Ovaj spoj je male težine, fleksibilan u upotrebi i može učiniti bušaću cijev od titana jakom i čvrstom.
Sistem cjevovoda morske vode je neizostavan dio proizvodnje nafte na moru. Pošto titanijum ima visoku otpornost na koroziju na morsku vodu i njegov radni vek je 10 puta duži od čelika, cena sistema cevi od legure titanijuma je isplativa u poređenju sa Cu-Ni sistemom. Active Metals iz Sjedinjenih Država i Precision Tube Technology zajednički su osnovali kompaniju za tehnologiju titanijumskih cevi za proizvodnju cevi od legure titanijuma velikog prečnika. Legura korišćena u ovoj cevi je legura Ti-3Al-2.5V, prečnika 650mm, debljine zida od 22-25mm, dužine 350m i težine { {10}}t. Planirano je da se koristi za proizvodnju nafte na moru. Druga američka kompanija koristila je bešavnu cijev od legure titanijuma dužine 15 m, vanjskog prečnika 600 mm i debljine zida od 25 mm kako bi ekstruzijom napravila skoro 500 m dugačku vertikalnu šahtnu cijev, koja se koristila u platformi za bušenje na moru. Rečeno je da se težina ove vertikalne osovinske cijevi može prepoloviti, čime se značajno smanjuju troškovi balasta. Osim toga, također ima visoku otpornost na lom i dug vijek trajanja.
Prema izvještajima podataka, u projektu razvoja naftnog polja u Sjevernom moru u Sjedinjenim Državama, količina titana koji se koristi u brodskim plutajućim uređajima i fiksnim uređajima na morskom dnu povećala se u odnosu na ranije. Potražnja za titanijumskim materijalima 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 dizanje , i 1400-4200t za bušaće cijevi. Korozija konstrukcijskih dijelova uzrokovana biološkom kontaminacijom na platformama za proizvodnju nafte na moru je prilično ozbiljna. Jedna američka kompanija koristi dugačko kućište od titanijumskih cevi na proizvodnoj platformi da zaštiti delove na platformi.
U posljednjih nekoliko godina primjena dijelova od legure titana u operacijama bušenja nafte i obalske proizvodnje značajno se povećala. Dijelovi od legure titanijuma omogućavaju bušenje 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 sveobuhvatne performanse, TC4 titanijumska šipka (Ti-6Al-4V) legura je primjenjiva i jeftina. Sistem cjevovoda morske vode je neizostavan dio proizvodnje nafte na moru. Pošto titanijum ima visoku otpornost na koroziju na morsku vodu i njegov radni vek je 10 puta duži od čelika, cena sistema cevi od titanijuma je isplativa u poređenju sa Cu-Ni sistemom. Active Metals Company iz Sjedinjenih Država i Precision Tube Technology Company zajednički su osnovale kompaniju za tehnologiju titanijumskih cijevi za proizvodnju cijevi od legure titanijuma velikog promjera. Legura korišćena u ovoj cevi je legura TA18 (Ti-3Al-2.5V), prečnika 650mm, debljine zida od 22-25mm, dužine 350m i cijev težine 80-90t. Planirano je da se koristi za proizvodnju nafte na moru. Druga američka kompanija koristila je bešavnu cijev od legure titanijuma dužine 15 m, vanjskog prečnika 600 mm i debljine stijenke od 25 mm kako bi ekstruzijom napravila skoro 500 m dugačku vertikalnu šahtnu cijev, koja se koristila u platformi za bušenje na moru. Rečeno je da se težina ove vertikalne osovinske cijevi može prepoloviti, čime se značajno smanjuju troškovi balasta. Osim toga, također ima visoku otpornost na lom i dug vijek trajanja.
Praksa je pokazala da je legura Ti-6Al-4V (gr.5_TC4) najbolji materijal za bušenje cijevi. Kao primjena bušenja, važna je granica popuštanja i čvrstoća na zamor. Stoga su dvije legure Gr.5 sa posebno niskim međuprostornim elementima pogodne za kritičnije dinamičke uređaje za podizanje. Kada radna temperatura pređe 75-80 stepeni, kako bi se spriječila korozija pukotina ili korozija pod naponom, koristi se legura Gr29 koja sadrži rutenijum. Uobičajeno korištene komponente uključuju uređaje za podizanje obalnog bušenja, cijevi za bušenje, konusne naponske spojeve (TSJ) i mješovite uređaje za dizanje od titanijuma i čelika.
Mali titanijumski delovi kao što su titanijumske pumpe, ventili, spojevi, pričvršćivači, pribor i rezervni delovi naširoko se koriste na platformama za proizvodnju nafte. Legure titana se takođe široko koriste u ljuskama stranih instrumenata za istraživanje nafte na moru i instrumenata za detekciju bušotina.
Izgradnja luke
Titanijumski materijal ima oksidni film debljine ne više od 10nm na svojoj površini. Vrlo je stabilan u korozivnom okruženju i ima odličnu otpornost na koroziju na zrak, morsku vodu i morsko okruženje. Trenutno je sirovina koja se može prilagoditi različitim morskim okruženjima. Japan je snažno razvio okean, kao što je most od Honshua do Shikokua, Tokyo Bay Crossing Road, aerodrom Kansai i plutajuća baza za skladištenje nafte. Test izloženosti koji su sproveli japansko ministarstvo građevina i Steel Club na rijeci Oi i različiti testovi izloženosti antikoroziji koje su proveli Ministarstvo prometa i Udruženje čeličnih cijevi na Hasaki Drifting Sand Pier također pokazuju da je titanij odgovarajući materijal. Pored svojih odličnih antikorozivnih performansi, titanijum takođe ima prednosti vrlo malo rastvorenih jona u okruženju morske vode i nema potrebe da brinete o zagađenju životne sredine. Japan je također izgradio super-veliku plutajuću pomorsku strukturu, koristeći kompozitne materijale od titanijuma i čelika u područjima za čišćenje morske vode; u izgradnji Tokyo Bay Crossing Roada, titanijumski materijali su korišćeni kao debla otporna na prskanje za stubove mosta, a količina titana koja se koristi za svaki stub mosta je 0,9t. Velike plutajuće pomorske zgrade koje su korištene ili se planiraju uključuju aerodrome, lučke logističke baze, sportske objekte itd.
Obalna elektrana
Sveobuhvatno korištenje morske vode jedan je od važnih projekata u pomorskom inženjerstvu. Kondenzator obalne elektrane je uređaj koji koristi veliku količinu morske vode. Titanijum koji se koristi u obalnim elektranama uglavnom se koristi u kondenzatorima. Budući da kondenzator koristi morsku vodu kao vodu za hlađenje, 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 legure bakra, koje su često ozbiljno oštećene zbog raznih korozija u morskoj vodi. Titanijum ima dobru otpornost na koroziju u morskoj vodi, posebno u zagađenoj morskoj vodi, a njegova otpornost na eroziju velikom brzinom i koroziju prema morskoj vodi je posebno 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 vode za piće. Kopnene rijeke i resursi podzemnih voda u svijetu daleko su od zadovoljavanja potreba industrijskog razvoja. Stoga će u budućnosti desalinizacija morske vode biti efikasan način za ljude da rješavaju slatkovodne resurse.
