کاربرد فلز تیتانیوم در دریا

کاربرد فلز تیتانیوم در دریا

1. شناور در اعماق دریا

زیردریایی سرنشین دار Jiaolong چین، با حداکثر عمق غواصی 7000 متر، در سال 2002 ساخته شد. استخراج از معادن هیدروترمال و بیولوژیکی تکمیل شده است، با موفقیت یک رکورد تاریخی جدید از غواصی عمیق سرنشین دار ایجاد شده است، برای اولین بار از 7000 متر عبور کرده و به حداکثر رسیده است. عمق 7020 متر این بدان معناست که Jiaolong تعدادی پروژه تحقیقاتی علمی در اعماق دریا را جمع آوری و اجرا کرده است. در 24 ژوئن 2012، Jiaolong به زیردریایی سرنشین دار عملیاتی با عمیق ترین توانایی غواصی در جهان در منطقه آزمایشی ماریانا ترنچ در غرب اقیانوس آرام تبدیل شد و می تواند آزادانه در منطقه وسیع دریایی که 99.8 درصد از مساحت اقیانوس جهان را تشکیل می دهد حرکت کند. جدول 2 مقایسه شاخص های فنی و شاخص های عملکرد زیردریایی سرنشین دار را نشان می دهد.

مقایسه شاخص های فنی و عملکردی زیردریایی های سرنشین دار

2. توسعه و استفاده از انرژی اقیانوس

در نیروگاه های ساحلی و نیروگاه های هسته ای، کندانسور یک تجهیزات مهم در مقیاس بزرگ است و محیط خنک کننده آب دریا است. به طور سنتی از فولاد و مواد آلیاژ مس ساخته می شود، اما مقاومت آن در برابر خوردگی آب دریا و عمر مفید کوتاهی دارد. در آب دریا، به ویژه تحت تأثیر آب دریا، کندانسور آلیاژ مس مستعد خوردگی حفره ای، خوردگی حفره ای، خوردگی تنشی و خوردگی خستگی است که در نتیجه نشت تجهیزات، نیروگاه را مجبور به توقف تولید و ایجاد خسارات اقتصادی سنگین می کند. تمرین در داخل و خارج از کشور ثابت کرده است که تیتانیوم مناسب ترین ماده برای کندانسور و مبدل حرارتی نیروگاه است.

کندانسور مورد استفاده در نیروگاه Binhai مزایای بسیاری دارد: می تواند به صورت محلی از آب دریا به عنوان خنک کننده استفاده کند. مقاومت در برابر خوردگی خوب و عمر طولانی: راندمان تبادل حرارت بالا و مزایای اقتصادی خوب. عملکرد ایمنی بالا، کاهش زمان تعمیر و نگهداری قطع، راندمان تولید بالا و غیره.

در مهندسی حرارتی در موتورهای ابررسانا نیز استفاده می شود. تیتانیوم دارای ویژگی های غیر مغناطیسی، مقاومت ویژه بالا، مقاومت در برابر دمای پایین و چگالی کم است. بهترین سازگاری جامع را دارد. این یک ماده ساختاری روتور ابررسانا بسیار ایده آل است.

3. زیردریایی

آلیاژ تیتانیوم دارای استحکام ویژه بالا، انعطاف پذیری خوب و مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر خوردگی آب دریا، شکل پذیری مناسب، جوش پذیری و کارایی سرد و گرم است که برای مواد پوسته زیردریایی مناسب است. در عین حال، غیر مغناطیسی است و به راحتی توسط مین های مغناطیسی مورد حمله قرار نمی گیرد. آلیاژ تیتانیوم دارای ضریب انتقال صدا بالا بوده و برای ساخت سونار دفلکتور مناسب است.

روسیه پیشرو بین المللی در زمینه تحقیق و فناوری ساخت زیردریایی های هسته ای تمام تیتانیوم است و همچنین اولین کشوری است که بدنه های مقاوم در برابر فشار با آلیاژهای تیتانیوم ساخته است.

4. ایستگاه فضایی در اعماق دریا

ایستگاه فضایی سیار در اعماق دریا عمدتاً برای اکتشافات علمی دریایی، معروف به "Tiangong-1" در اقیانوس استفاده خواهد شد. استقرار ایستگاه فضایی با باد شدید و محیط موجی در سطح دریا محدود نمی شود. این می تواند به طور مستقیم ابزارها و دستگاه های عملیاتی در منطقه عمیق دریا را برای طولانی مدت و در همه شرایط آب و هوایی کنترل کند و عملیات مهندسی نظامی زیر آب، اکتشاف منابع و توسعه را انجام دهد. این یک سیستم عملیات سه بعدی در اعماق دریا "یک اصلی و دو کمکی" با سکوی سطحی و زیردریایی سرنشین دار چند منظوره شاتل (بین ایستگاه کاری و کشتی مادر، با عملکردهای حمل و نقل، نگهداری، ارتباط و نجات بخش).

بدون توجه به ایالات متحده، روسیه یا چین، ساخت ایستگاه فضایی در اعماق دریا از حمایت از تیتانیوم و مواد کلیدی آلیاژ تیتانیوم جدایی ناپذیر است. برای اطمینان از ایمنی، قابلیت اطمینان و عملکرد برتر ایستگاه فضایی در اعماق دریا، باید از تعداد زیادی مواد آلیاژ تیتانیوم و تیتانیوم استفاده شود.

5. نمک زدایی آب دریا

با بهبود تدریجی درک مردم از قانون خوردگی واحد نمک‌زدایی تقطیر و مزایای تیتانیوم، انتخاب مواد لوله انتقال حرارت در واحد نمک‌زدایی آب دریا به طور قابل توجهی تغییر کرده است. استفاده از لوله انتقال حرارت تیتانیومی با مقاومت در برابر خوردگی عالی روز به روز بیشتر آغاز شده است. به خصوص در واحد تقطیر چند اثر (MED)، تیتانیوم اغلب در سه ردیف بالای بسته لوله انتقال حرارت استفاده می شود که به طور نسبی با توزیع آب دریا شسته می شوند.

برای درجه تیتانیوم، بیشترین استفاده از تیتانیوم خالص صنعتی TA1 (GRL) و TA2 (Gr2) است. بخاری آب دریا با دمای بالاتر از ta9 (GR7, Ti PD) و TA10 (Gr12, ti-0.3mo-0.7ni) استفاده می‌کند. این دو برند مقاومت در برابر خوردگی بهتری دارند. TA1 (GR1) TA2 (Gr2) و سایر تیتانیوم خالص صنعتی دارای مقاومت خاصی در برابر خوردگی تنش در آب دریا، آب طبیعی و محلول های مختلف کلرید هستند.

همانطور که در بالا ذکر شد، تیتانیوم دارای مزایای وزن سبک، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت خوب و قابلیت اطمینان قوی، به ویژه برای کلر است. شکی نیست که تیتانیوم یکی از بالقوه ترین مواد برای کاربرد در صنعت شیرین سازی آب دریا است. لوله جوش تیتانیوم بیشترین کاربرد را در تجهیزات نمک زدایی آب دریا دارد که عمدتاً در بخاری ها، کندانسورها، تقطیرها، اواپراتورها، مبدل های حرارتی و ... استفاده می شود. قبلاً از لوله های نیکل، برنج آلومینیومی و آلیاژ مس نیکل استفاده شده است. با توجه به مزایای آشکار لوله پوسیده در مقایسه با لوله بدون درز، مانند طول نامحدود لوله، یکنواختی ضخامت دیواره خوب، درجه بالای اتوماسیون تولید و استفاده از لوله تیتانیوم جوش داده شده جدار نازک برای خوردگی دوره ای، مزایای آشکاری حاصل شده است. این نه تنها می تواند در هزینه صرفه جویی کند، بلکه ضریب تبادل حرارت را نیز بهبود می بخشد. جوش تیتانیوم کوتاه، راندمان تولید بالا و عملکرد بالا.