Η εφαρμογή του μετάλλου τιτανίου στη θάλασσα

Η εφαρμογή του μετάλλου τιτανίου στη θάλασσα

1. Υποβρύχιο βαθέων υδάτων

Το επανδρωμένο υποβρύχιο Jiaolong της Κίνας, με μέγιστο βάθος κατάδυσης 7000 μέτρα, κατασκευάστηκε το 2002. Η υδροθερμική και βιολογική εξόρυξη ολοκληρώθηκε, δημιουργώντας με επιτυχία ένα νέο ιστορικό ρεκόρ επανδρωμένων καταδύσεων βαθιάς, σπάζοντας τα 7000 μέτρα για πρώτη φορά και φτάνοντας στο μέγιστο βάθος 7020 μέτρα. Αυτό σημαίνει ότι ο Jiaolong έχει συγκεντρώσει και έχει αναπτύξει μια σειρά από επιστημονικά ερευνητικά έργα βαθέων υδάτων. Στις 24 Ιουνίου 2012, το Jiaolong έγινε το επιχειρησιακό επανδρωμένο υποβρύχιο με τη μεγαλύτερη ικανότητα κατάδυσης στον κόσμο στη δοκιμαστική περιοχή Mariana Trench του Δυτικού Ειρηνικού και μπορεί να κινείται ελεύθερα στην τεράστια θαλάσσια περιοχή που αντιπροσωπεύει το 99,8 τοις εκατό της παγκόσμιας ωκεάνιας έκτασης. Ο Πίνακας 2 δείχνει τη σύγκριση τεχνικών δεικτών και δεικτών απόδοσης επανδρωμένων υποβρυχίων.

Σύγκριση τεχνικών δεικτών και δεικτών απόδοσης επανδρωμένων υποβρυχίων

2. Ανάπτυξη και Αξιοποίηση Ωκεάνιας Ενέργειας

Σε παράκτιους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και πυρηνικούς σταθμούς, ο συμπυκνωτής είναι ένας σημαντικός εξοπλισμός μεγάλης κλίμακας και το ψυκτικό μέσο είναι το θαλασσινό νερό. Παραδοσιακά είναι κατασκευασμένο από υλικά χάλυβα και κράματος χαλκού, αλλά έχει χαμηλή αντοχή στη διάβρωση στο θαλασσινό νερό και μικρή διάρκεια ζωής. Στο θαλασσινό νερό, ειδικά υπό τη δράση του μολυσμένου θαλασσινού νερού, ο συμπυκνωτής κράματος χαλκού είναι επιρρεπής σε διάβρωση με λακκούβες, διάβρωση διάτρησης, διάβρωση λόγω καταπόνησης και διάβρωση λόγω κόπωσης, με αποτέλεσμα διαρροή εξοπλισμού, αναγκάζοντας τον σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας να σταματήσει την παραγωγή και να προκαλέσει μεγάλες οικονομικές απώλειες. Η πρακτική στο εσωτερικό και στο εξωτερικό έχει αποδείξει ότι το τιτάνιο είναι το καταλληλότερο υλικό για συμπυκνωτή και εναλλάκτη θερμότητας του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Ο συμπυκνωτής που χρησιμοποιείται στον ηλεκτροπαραγωγικό σταθμό Binhai έχει πολλά πλεονεκτήματα: μπορεί να χρησιμοποιήσει τοπικά το θαλασσινό νερό ως ψυκτικό μέσο. Καλή αντοχή στη διάβρωση και μεγάλη διάρκεια ζωής: υψηλή απόδοση ανταλλαγής θερμότητας και καλά οικονομικά οφέλη. Υψηλή απόδοση ασφάλειας, μειωμένος χρόνος συντήρησης διακοπής λειτουργίας, υψηλή απόδοση παραγωγής και ούτω καθεξής.

Στη θερμική μηχανική, χρησιμοποιείται επίσης σε υπεραγώγιμους κινητήρα. Το τιτάνιο έχει τα χαρακτηριστικά μη μαγνητικής, υψηλής ειδικής αντοχής, αντοχής σε χαμηλή θερμοκρασία και χαμηλής πυκνότητας. Έχει την καλύτερη ολοκληρωμένη προσαρμοστικότητα. Είναι ένα πολύ ιδανικό δομικό υλικό υπεραγώγιμου ρότορα.

3. Υποβρύχιο

Το κράμα τιτανίου έχει υψηλή ειδική αντοχή, καλή πλαστικότητα και αντοχή στην κόπωση, αντοχή στη διάβρωση του θαλασσινού νερού, κατάλληλη μορφοποίηση, ικανότητα συγκόλλησης και εργασιμότητα σε κρύο και ζεστό, που είναι κατάλληλο για υλικά υποβρυχίων κελύφους. Ταυτόχρονα, είναι μη μαγνητικό και δεν είναι εύκολο να δέχεσαι επίθεση από μαγνητικές νάρκες. Το κράμα τιτανίου έχει υψηλό συντελεστή μετάδοσης ήχου και είναι κατάλληλο για την κατασκευή εκτροπέα σόναρ.

Η Ρωσία είναι διεθνής ηγέτης στην τεχνολογία έρευνας και κατασκευής για την κατασκευή πυρηνικών υποβρυχίων από τιτάνιο και είναι επίσης η πρώτη χώρα που κατασκεύασε ανθεκτικά στην πίεση γάστρα με κράματα τιτανίου.

4. Διαστημικός σταθμός βαθέων υδάτων

Ο κινητός διαστημικός σταθμός βαθέων υδάτων θα χρησιμοποιηθεί κυρίως για θαλάσσια επιστημονική εξερεύνηση, γνωστή ως "Tiangong-1" στον ωκεανό. Η ίδρυση του διαστημικού σταθμού δεν περιορίζεται από τον σκληρό άνεμο και το κυματικό περιβάλλον στην επιφάνεια της θάλασσας. Μπορεί να ελέγχει άμεσα τα εργαλεία και τις συσκευές λειτουργίας στην περιοχή βαθέων υδάτων για μακροχρόνια και παντός καιρού, και να πραγματοποιεί υποβρύχια στρατιωτική μηχανική επιχείρηση, εξερεύνηση και ανάπτυξη πόρων. Θα σχηματίσει ένα τρισδιάστατο σύστημα λειτουργίας βαθέων υδάτων «ένας κύριος και δύο βοηθητικός» με την επιφανειακή πλατφόρμα και το πολυλειτουργικό επανδρωμένο υποβρύχιο (μεταξύ του σταθμού εργασίας και του μητρικού πλοίου, με λειτουργίες μεταφοράς, συντήρησης, επικοινωνίας και σωτήρια).

Ανεξάρτητα από τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Ρωσία ή την Κίνα, η κατασκευή του διαστημικού σταθμού βαθέων υδάτων είναι αδιαχώριστη από την υποστήριξη βασικών υλικών τιτανίου και κράματος τιτανίου. Για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια, η αξιοπιστία και η ανώτερη απόδοση του διαστημικού σταθμού βαθέων υδάτων, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μεγάλος αριθμός υλικών τιτανίου και κράματος τιτανίου.

5. Αφαλάτωση θαλασσινού νερού

Με τη σταδιακή βελτίωση της κατανόησης των ανθρώπων του νόμου διάβρωσης της μονάδας αφαλάτωσης απόσταξης και των πλεονεκτημάτων του τιτανίου, η επιλογή υλικού του σωλήνα μεταφοράς θερμότητας στη μονάδα αφαλάτωσης θαλασσινού νερού έχει αλλάξει σημαντικά. Ο σωλήνας μεταφοράς θερμότητας τιτανίου με εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο. Ειδικά στη μονάδα απόσταξης πολλαπλών επιδράσεων (MED), το τιτάνιο χρησιμοποιείται συχνά στις τρεις πρώτες σειρές της δέσμης σωλήνων μεταφοράς θερμότητας που πλένονται σχετικά σοβαρά με τη διανομή θαλασσινού νερού.

Για την ποιότητα του τιτανίου, τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα είναι το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο TA1 (GRL) και TA2 (Gr2). Ο θερμαντήρας θαλασσινού νερού με υψηλότερη θερμοκρασία χρησιμοποιεί ta9 (GR7, Ti PD) και TA10 (Gr12, ti-0.3mo-0.7ni). Οι δύο μάρκες έχουν καλύτερη αντοχή στη διάβρωση. Το TA1 (GR1) TA2 (Gr2) και άλλο βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο έχουν ειδική αντοχή στη διάβρωση των καταπονήσεων σε θαλασσινό νερό, φυσικό νερό και διάφορα διαλύματα χλωρίου.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το τιτάνιο έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού βάρους, της υψηλής αντοχής, της αντοχής στη διάβρωση, της καλής αντοχής στη θερμότητα και της ισχυρής αξιοπιστίας, ειδικά για το χλώριο. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι το τιτάνιο είναι ένα από τα πιο πιθανά υλικά} για την εφαρμογή της βιομηχανίας αφαλάτωσης θαλασσινού νερού. Ο συγκολλημένος σωλήνας τιτανίου είναι ο πιο χρησιμοποιούμενος στον εξοπλισμό αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, ο οποίος χρησιμοποιείται κυρίως σε θερμάστρες, συμπυκνωτές, αποστακτήρες, εξατμιστές, εναλλάκτες θερμότητας κ.λπ. νικέλιο, αλουμινισμένος ορείχαλκος και σωλήνες από κράμα νικελίου χαλκού έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν. Λόγω των προφανών πλεονεκτημάτων του σάπιου σωλήνα σε σύγκριση με τον σωλήνα χωρίς ραφή, όπως το απεριόριστο μήκος σωλήνα, η καλή ομοιομορφία πάχους τοιχώματος, ο υψηλός βαθμός αυτοματοποίησης παραγωγής και η χρήση λεπτού τοιχώματος συγκολλημένου σωλήνα τιτανίου για περιοδική διάβρωση, έχουν επιτευχθεί προφανή οφέλη. Μπορεί όχι μόνο να εξοικονομήσει κόστος, αλλά και να βελτιώσει τον συντελεστή ανταλλαγής θερμότητας. Σύντομη συγκόλληση τιτανίου, υψηλή απόδοση παραγωγής και υψηλή απόδοση.