Prečo sa titán používa v službách morskej vody
Titán vďačí za svoje postavenie v námornom inžinierstve tenkému, stabilnému a samoopraviteľnému pasívnemu oxidovému filmu, ktorý sa okamžite vytvorí na vzduchu alebo vo vode. V morskej vode zostáva fólia neporušená v širokom rozsahu rýchlosti, teploty a obsahu kyslíka, takže kov odoláva všeobecnej korózii, jamkovej a štrbinovému napadnutiu, ktoré obmedzuje medené zliatiny, uhlíkovú oceľ a dokonca aj kyselinovzdorné -nerezové triedy. Fólia sa tiež po mechanickom poškodení reformuje, a preto titánové vybavenie toleruje abrazívne, kolísavé zaťaženie pohyblivého systému morskej vody.
Druhou výhodou je hmotnosť. Titán je zhruba o polovicu ťažší ako ekvivalentná časť z nehrdzavejúcej ocele, čo je dôležité na platforme, kde každý kilogram poháňa konštrukčné náklady, a na plavidle, kde je stabilita súčasťou konštrukčného prípadu.
Rozvoj ropy a zemného plynu na mori
Zariadenia na ťažbu ropy na mori pozostávajú najmä z ťažobných plošín a ich pomocných zariadení. Doplnkové položky zahŕňajú chladiče ropy, stúpacie potrubia, čerpadlá, ventily, spoje a armatúry, z ktorých všetky sú v kontakte so sulfidom, čpavkom, chlórom a inými médiami prenášanými v morskej vode a surovej rope. Titánové výmenníky tepla, stúpačky, vnútorné časti čerpadiel a ventilov, spoje a upevňovacie prvky sú vybrané presne pre túto kombináciu.
Údaje o hmotnosti a živote vysvetľujú preferenciu. Titánová vrtná rúra má dlhú životnosť, váži len asi polovicu toho, čo ekvivalentná nerezová struna, ponúka zhruba dvojnásobnú flexibilitu pri používaní a jej životnosť je asi desaťkrát dlhšia ako nerezová oceľ.
Odsoľovanie morskej vody
Včasné zariadenia na odsoľovanie morskej vody používali materiály ako zliatina medi a uhlíková oceľ. Pretože tieto materiály neboli odolné voči korózii morskou vodou a poskytovali nízku efektivitu výroby, boli rýchlo nahradené titánom, ktorý poskytuje vynikajúcu odolnosť proti korózii morskou vodou. V odsoľovacom zariadení je hlavnou aplikáciou titánu vyhrievacia trubica na prenos tepla jednotky výparníka, kde tenkostenná trubica -unáša horúcu soľanku pod nepretržitým prúdením.
| Oblasť rastlín | Typický titánový predmet | Služobný stav |
|---|---|---|
| Výparník a efekty | Vykurovacie teplonosné rúrky | Horúca prevzdušňovaná soľanka, vysoká rýchlosť |
| Sekcia spätného získavania tepla | Rúrkové zväzky a rúrkové plechy | Kondenzát a para |
| Solankový okruh | Vnútorné časti čerpadla a ventilu | Koncentrovaná soľanka, erozívne prúdenie |
| Vedenie pary a kondenzátu | Potrubie, armatúry a spojovacie prvky | Vlhká chloridová atmosféra |
Stavba lodí a námorné stavby
Titán a zliatiny titánu sú široko používané v lodiach, napríklad v konštrukčných častiach trupu, hlbokomorských výskumných plavidlách, závodoch na konverziu tepelnej energie oceánov a morskom rybolove. Praktickým prípadom je titánové kovové pletivo, ktoré sa v súčasnosti používa na umelý chov v prímorských oblastiach. Titánová kovová sieťka na mori v zásade nekoroduje a po mnohých rokoch používania ju netreba vymieňať a výmenník tepla z titánových rúrok ohrieva morskú vodu tak, aby udržala teplotu potrebnú pre chované ryby.
Konštrukčné diely a nadstavby trupu, kde úspora hmotnosti zlepšuje užitočné zaťaženie a stabilitu.
Hlbokomorské výskumné plavidlá, ktorých trup a potrubie musia prežiť dlhé ponorenie bez poškodenia povlaku.
Zariadenia na konverziu tepelnej energie oceánov, kde okruhy teplej a studenej morskej vody vyžadujú plnú kompatibilitu s morskou vodou.
Morský rybolov vrátane chovnej siete a výmenníkov tepla na ohrev morskej vody.
Výber platovej triedy pre námornú službu
Komerčne čisté druhy pokrývajú väčšinu námorných aplikácií. Druhy ložísk paládium-a molybdénové{2}}niklové-loţisko sa vyberajú pre teplejšie, redukujúce alebo agresívnejšie chloridové miesta a druhy zliatin s vyššou{4}}pevnosťou sa používajú tam, kde musí niesť zaťaženie aj konštrukčná časť. Rúry, dosky a tyče sa objednávajú podľa uznávaných špecifikácií, ako sú ASTM B265 pre dosky, plechy a pásy, ASTM B338 pre zvárané a bezšvíkové rúry, ASTM B348 pre tyče a predvalky a zodpovedajúce národné normy pre rúry a dosky.
| Označenie | Typické námorné použitie | Výber vodiča |
|---|---|---|
| 1. stupeň | Tenkostenná{0} trubica na prenos tepla, sieťovina, výstelky | Tvarovateľnosť a zvárateľnosť |
| 2. ročník | Všeobecné výmenníky tepla, potrubia, čerpadlá a ventily | Vyvážená pevnosť a odolnosť proti korózii |
| 7. ročník | Okruhy horúcej a redukujúcej morskej vody alebo soľanky | Odolnosť proti štrbinovému napadnutiu v horúcej soľanke |
| 12. ročník | Konštrukčné diely, spojovacie prvky,-vysokopevnostné predmety | Vyššia pevnosť s dobrou odolnosťou proti morskej vode |
Pravidlá výroby a údržby
Výroba prebieha podľa rovnakej logiky ako v prípade korózie. Pracovné povrchy sú udržiavané čisté a bez železa, špeciálne nástroje bránia krížovej kontaminácii, zváranie sa vykonáva pod argónovým tienením a hotový predmet je pred uvedením do prevádzky skontrolovaný, či neobsahuje železo. Pretože titán nepotrebuje ochranný povlak v morskej vode, údržba je obmedzená na kontrolu: pasívny film je udržiavaný samotnou morskou vodou a nesmie byť pochovaný pod nánosmi bohatými na železo alebo zachytenými úlomkami.
FAQ
Otázka: Prečo je pre námorné inžinierstvo zvolený titán namiesto nehrdzavejúcej ocele?
Jeho stabilný pasívny film odoláva chloridovým jamkám a štrbinovým útokom v širokom rozsahu rýchlostí a teplôt a má približne polovičnú hmotnosť, čo znižuje náklady na konštrukciu a manipuláciu.
Otázka: Aká je hlavná aplikácia titánu v odsoľovacom zariadení?
Vykurovacie teplonosné rúrky výparníkovej jednotky spolu s rúrkovnicami a vnútornosťami čerpadla a ventilu sú vystavené horúcej koncentrovanej soľanke.
Otázka: Ako dlho vydrží titánové vybavenie v morskej vode?
Životnosť je veľmi dlhá; ako referencia sa uvádza, že titánové vrtné rúrky vydržia asi desaťkrát dlhšie ako nehrdzavejúca oceľ a sieť na chov v podstate nie je na mori skorodovaná.
Otázka: Ktorá trieda titánu je vhodná pre lodný výmenník tepla?
Stupeň 2 je bežnou voľbou pre všeobecnú prevádzku s morskou vodou, zatiaľ čo stupeň 7 sa používa pre okruhy horúcej alebo redukčnej soľanky a stupeň 12, kde je potrebná vyššia pevnosť.
Otázka: Potrebuje titánové vybavenie lakovanie alebo katódovú ochranu?
V morskej vode nie je potrebný žiadny náter, pretože pasívny oxidový film sa sám opravuje; dôležitá starostlivosť je udržiavať povrchy čisté a bez kontaminácie železom.
Otázka: Kde sa ešte používa titán na plavidle?
Konštrukčné časti trupu, hlbokomorské výskumné plavidlá, zariadenia na konverziu tepelnej energie z oceánov, sieť na chov rýb a výmenníky tepla morskej vody, ktoré riadia teplotu chovu rýb.
