Vývoj mořské ropy a zemního plynu
Ropa je ekonomickým záchranným lankem země. Odhaduje se, že vytěžitelné zdroje ropy jsou 300 miliard tun, z toho zásoby ropy na moři jsou asi 130 miliard tun. Rozvoj offshore ropy začal na počátku 20. století. Jeho vývoj prošel procesem od pobřeží k moři, od mělkého moře k moři hlubokému. Omezena technickými podmínkami a materiálovým vývojem lze zprvu těžit pouze ložiska ropy a zemního plynu táhnoucí se přímo od pobřeží k mělkému moři. Od 80. let 20. století, stimulovaný energetickou krizí a technologickým pokrokem, se těžba ropy na moři a její rozvoj rychle rozvíjely a těžba ropy na moři rychle pokročila až ke kontinentálnímu šelfu a postupně vytvořila nový sektor ropného průmyslu na moři. Pobřežní vrtná plošina je pracovní základnou pro provádění průzkumu a těžby ropy a zemního plynu na moři, která označuje úroveň technologie vývoje ropy a zemního plynu na moři. Zařízení na těžbu ropy na moři zahrnuje především plošiny na těžbu ropy a pomocná zařízení a pomocná zařízení zahrnují chladiče ropy, stoupačky ropy, čerpadla, ventily, spoje a svorky. Tato zařízení jsou v kontaktu s mořskou vodou a sulfidy, čpavkem, chlórem a dalšími médii v ropě. Vzhledem k tomu, že titan má v těchto médiích vynikající odolnost proti korozi, použily Spojené státy na počátku 70. let titanové pilíře ropných plošin na svých ropných polích a také titan použily k výrobě trubkových výměníků tepla a deskových výměníků tepla. Titanové výměníky tepla s pláštěm a trubkami používají mořskou vodu jako chladicí médium pro chlazení vysokoteplotní směsi plynu a ropy extrahované z ropného vrtu. Titanové deskové výměníky tepla také používají mořskou vodu jako chladicí médium k chlazení sladké vody používané k chlazení ropy ve výměnících tepla z uhlíkové oceli. Spojené státy používají asi 100 titanových výměníků tepla na vrtných plošinách ropných polí v Severním moři. Titanové díly objednané Hunting Oilfield Services v Aberdeenu ve Skotsku ve Velké Británii jsou údajně první titanové šachty vysokotlakých stoupaček na světě, které byly použity v projektu Heidrum společnosti Continental Petroleum Company (Conoco) v Norsku.
Vrtací trubky z titanové slitiny ropy a titanu mají dlouhou životnost, váží pouze polovinu nerezové oceli, ale jsou dvakrát pružnější než nerezová ocel a mají životnost 10x delší než ocel. Tyto vynikající vlastnosti dělají z titanu materiál pro vrtání obtížných, téměř kruhových, hlubokých ropných vrtů. Kombinované vrtací nástroje obsahující titanovou vrtací trubku mohou výrazně zkrátit dobu vrtání a snížit celkové náklady na vrtání. GrantPrideco, RTI Energy Systems a Torch Drilling Services ve Spojených státech poprvé použily titanové vrtné trubky pro průmyslové aplikace v roce 2000. Titanové vrtné trubky vyráběné a dodávané společnostmi GrantPrideco a RTI Energy Systems jsou také vybaveny ocelovými nástrojovými spoji poskytnutými GrantPrideco Anti-Fatigue . Tento spoj je lehký, flexibilní při použití a díky němu může být titanová vrtná trubka pevná a odolná.
Potrubní systém pro mořskou vodu je nepostradatelnou součástí těžby ropy na moři. Vzhledem k tomu, že titan má vysokou odolnost proti korozi vůči mořské vodě a jeho životnost je 10krát delší než u oceli, jsou náklady na potrubní systém z titanové slitiny nákladově efektivní ve srovnání se systémem Cu-Ni. Společnost Active Metals of the United States a Precision Tube Technology společně založily společnost zabývající se technologií titanových trubek na výrobu trubek z titanové slitiny o velkém průměru. Slitina použitá v této trubce je slitina Ti-3Al-2.5V o průměru 650 mm, tloušťce stěny 22-25 mm, délce 350 m a hmotnosti { {10}}t. Plánuje se jeho využití pro těžbu ropy na moři. Jiná americká společnost použila bezešvou trubku z titanové slitiny o délce 15 m, vnějším průměru 600 mm a tloušťce stěny 25 mm k výrobě téměř 500 m dlouhé vertikální šachtové trubky vytlačováním, která se používá v pobřežní vrtné plošině. Uvádí se, že hmotnost této vertikální šachtové trubky lze snížit na polovinu, čímž se značně sníží náklady na balast. Kromě toho má také vysokou lomovou houževnatost a dlouhou únavovou životnost.
Podle datových zpráv se v projektu rozvoje ropných polí v Severním moři ve Spojených státech zvýšilo množství titanu používaného v plovoucích zařízeních na palubě lodí a v zařízeních pro upevnění na mořském dně ve srovnání s dříve. Poptávka po titanových materiálech pro 24 plovoucích zařízení na palubě a 64 pevných zařízení na mořském dně je: 50-100t pro ochranná zařízení, 50-100t pro spojovací zařízení, 400-1000t pro všeobecná zvedací zařízení a 1400-4200t pro vrtné trubky. Koroze konstrukčních částí způsobená biologickou kontaminací na plošinách pro těžbu ropy na moři je poměrně závažná. Americká společnost používá na výrobní platformě dlouhé pouzdro vyrobené z titanových trubek k ochraně dílů na platformě.
V posledních několika letech výrazně vzrostlo používání dílů ze slitiny titanu při těžbě ropy a pobřežních výrobních operacích. Části ze slitiny titanu umožňují ropným vrtům proniknout do hlubších vod a hlubších ropných vrtů, včetně vyšších teplot a silně korozivního (tj. slaného) výrobního prostředí.
Pro takové aplikace je s ohledem na komplexní výkon použitelná slitina na bázi titanu TC4 (Ti-6Al-4V) s nízkou cenou. Potrubní systém pro mořskou vodu je nepostradatelnou součástí těžby ropy na moři. Vzhledem k tomu, že titan má vysokou odolnost proti korozi vůči mořské vodě a jeho životnost je 10krát delší než u oceli, jsou náklady na systém titanových trubek nákladově efektivní ve srovnání se systémem Cu-Ni. Společnost Active Metals Company ze Spojených států a společnost Precision Tube Technology Company společně založily společnost zabývající se technologií titanových trubek na výrobu trubek z titanové slitiny o velkém průměru. Slitina použitá v této trubce je slitina TA18 (Ti-3Al-2.5V) o průměru 650 mm, tloušťce stěny 22-25 mm, délce 350 m a potrubí o hmotnosti 80-90t. Plánuje se jeho využití pro těžbu ropy na moři. Jiná americká společnost použila bezešvou trubku z titanové slitiny o délce 15 m, vnějším průměru 600 mm a tloušťce stěny 25 mm k výrobě téměř 500 m dlouhé vertikální šachtové trubky vytlačováním, která se používá v pobřežní vrtné plošině. Uvádí se, že hmotnost této vertikální šachtové trubky lze snížit na polovinu, čímž se značně sníží náklady na balast. Kromě toho má také vysokou lomovou houževnatost a dlouhou únavovou životnost.
Praxe ukázala, že slitina Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) je nejlepším materiálem pro vrtání trubek. Při vrtání je důležitá mez kluzu a únavová pevnost. Proto jsou dvě slitiny Gr.5 s obzvláště nízkými intersticiálními prvky vhodné pro kritičtější dynamická zvedací zařízení. Když provozní teplota překročí 75-80 stupeň, aby se zabránilo štěrbinové korozi nebo korozi způsobené napětím, používá se slitina Gr29 obsahující ruthenium. Mezi běžně používané komponenty patří pobřežní vrtací zvedací zařízení, vrtací trubky, kuželové napěťové spoje (TSJ) a titanovo-ocelové smíšené zvedací zařízení.
Malé titanové díly, jako jsou titanová čerpadla, ventily, klouby, spojovací prvky, přípravky a náhradní díly, byly široce používány na platformách pro těžbu ropy. Slitiny titanu jsou také široce používány ve skořápkách cizích pobřežních ropných průzkumů a nástrojů pro detekci vrtů.
Stavba přístavu
Titanový materiál má na svém povrchu oxidový film o tloušťce ne větší než 10nm. Je velmi stabilní v korozivním prostředí a má vynikající korozní odolnost vůči vzduchu, mořské vodě a mořskému prostředí. V současnosti je to surovina, která se dokáže přizpůsobit různým mořským prostředím. Japonsko energicky rozvinulo oceán, jako je most z Honšú do Šikoku, Tokyo Bay Crossing Road, letiště Kansai a plovoucí základna pro skladování ropy. Expoziční test provedený japonským ministerstvem stavebnictví a Steel Club na řece Oi a různé antikorozní testy provedené ministerstvem dopravy a Steel Pipe Pile Association na Hasaki Drifting Sand Pier také ukazují, že titan je vhodný materiál. Kromě vynikajícího antikorozního výkonu má titan také výhody velmi malého množství rozpuštěných iontů v prostředí mořské vody a není třeba se obávat znečištění životního prostředí. Japonsko také postavilo super-velkou plovoucí námořní strukturu s použitím titanovo-ocelových kompozitních materiálů v oblastech čištění mořskou vodou; při stavbě Tokyo Bay Crossing Road byly titanové materiály použity jako kmeny odolné proti stříkající vodě pro mostní pilíře a množství titanu použitého na každý mostní pilíř je 0,9 t. Velké plovoucí námořní budovy, které byly použity nebo jsou plánovány, zahrnují letiště, přístavní logistické základny, sportovní zařízení atd.
Pobřežní elektrárna
Komplexní využití mořské vody je jedním z důležitých projektů v námořním inženýrství. Kondenzátor pobřežní elektrárny je zařízení, které využívá velké množství mořské vody. Titan používaný v pobřežních elektrárnách se používá hlavně v kondenzátorech. Protože kondenzátor využívá jako chladicí vodu mořskou vodu a mořská voda obsahuje velké množství bahna, suspendovaných látek, mořských organismů a různých korozivních látek, je situace vážnější ve sladké slané vodě, kde se střídá mořská a říční voda. Tradiční kondenzátory používají trubky ze slitiny mědi, které jsou často vážně poškozeny v důsledku různé koroze v mořské vodě. Titan má dobrou odolnost proti korozi v mořské vodě, zejména ve znečištěné mořské vodě, a jeho odolnost proti vysokorychlostní erozi a korozi vůči mořské vodě je zvláště vynikající.
Zařízení na odsolování mořské vody
"Voda je zdrojem života." V současnosti se nedostatek vodních zdrojů stal problémem, který trápí svět. Asi 25 % světové populace nemá dostatečné zdroje pitné vody. Pozemní řeky a zdroje podzemní vody ve světě zdaleka neodpovídají potřebám průmyslového rozvoje. Proto bude v budoucnu odsolování mořské vody pro lidi efektivním způsobem, jak vyřešit sladkovodní zdroje.
