Denizcilikte Petrol ve Gaz Geliştirme
Petrol bir ülkenin ekonomik can damarıdır. Geri kazanılabilir petrol kaynaklarının 300 milyar ton olduğu, bunun 130 milyar tonunun ise offshore petrol rezervleri olduğu tahmin edilmektedir. Açık deniz petrolünün gelişimi 20. yüzyılın başlarında başladı. Gelişimi açık denizden açık denizlere, sığ denizlerden derin denizlere doğru bir süreçten geçmiştir. Teknik koşullar ve malzeme gelişimiyle sınırlı olduğundan, ilk etapta yalnızca kıyıdan doğrudan sığ denize uzanan petrol ve doğal gaz yataklarından yararlanılabiliyor. 1980'lerden bu yana, enerji krizi ve teknolojik ilerlemenin teşvikiyle, açık denizde petrol arama ve geliştirme hızla gelişti ve açık denizdeki petrol gelişimi hızla kıta sahanlığına doğru ilerleyerek yavaş yavaş yeni bir açık deniz petrol endüstrisi sektörü oluşturdu. Açık deniz sondaj platformu, açık denizde petrol ve gaz arama ve çıkarmanın uygulanmasına yönelik çalışma üssüdür ve bu, açık denizde petrol ve gaz geliştirme teknolojisinin seviyesini gösterir. Açık deniz petrol üretim ekipmanları esas olarak petrol üretim platformları ve yardımcı ekipmanları içerir ve yardımcı ekipmanlar arasında ham petrol soğutucuları, petrol yükselticileri, pompalar, valfler, bağlantılar ve kelepçeler bulunur. Bu ekipmanlar deniz suyu ve ham petroldeki sülfitler, amonyak, klor ve diğer ortamlarla temas halindedir. Titanyumun bu ortamlarda mükemmel korozyon direncine sahip olması nedeniyle, Amerika Birleşik Devletleri 1970'lerin başında petrol sahalarında titanyum açık deniz petrol platformu sütunları kullandı ve ayrıca kabuk-borulu ısı eşanjörleri ve plakalı ısı eşanjörleri yapmak için titanyum kullandı. Titanyum kabuk-borulu ısı eşanjörleri, petrol kuyusundan çıkarılan yüksek sıcaklıktaki gaz/petrol karışımını soğutmak için deniz suyunu soğutma ortamı olarak kullanır. Titanyum plakalı ısı eşanjörleri, karbon çelik ısı eşanjörlerinde ham petrolü soğutmak için kullanılan tatlı suyu soğutmak için deniz suyunu da soğutma ortamı olarak kullanır. Amerika Birleşik Devletleri, Kuzey Denizi petrol sahası sondaj platformlarında yaklaşık 100 titanyum ısı eşanjörü kullanıyor. İskoçya, İngiltere'nin Aberdeen kentindeki Hunting Oilfield Services tarafından sipariş edilen titanyum parçaların, Norveç'teki Continental Petroleum Company'nin (Conoco) Heidrum projesinde kullanılan dünyadaki ilk titanyum yüksek basınçlı yükseltici şaftlar olduğu söyleniyor.
Petrol titanyum alaşımlı titanyum sondaj boruları uzun bir hizmet ömrüne sahiptir, paslanmaz çeliğin yalnızca yarısı ağırlığındadır, ancak paslanmaz çeliğe göre iki kat daha esnektir ve çeliğin 10 katı bir hizmet ömrüne sahiptir. Bu mükemmel özellikler titanyumu zor, neredeyse dairesel, derin petrol kuyularının açılması için bir malzeme haline getirir. Titanyum sondaj borusu içeren kombine delme aletleri, delme süresini büyük ölçüde azaltabilir ve toplam delme maliyetini azaltabilir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki GrantPrideco, RTI Energy Systems ve Torch Drilling Services, endüstriyel uygulamalar için ilk kez 2000 yılında titanyum sondaj borusunu kullandı. GrantPrideco ve RTI Energy Systems tarafından üretilen ve tedarik edilen titanyum sondaj borusu aynı zamanda GrantPrideco Anti-Fatigue tarafından sağlanan çelik takım bağlantılarıyla donatılmıştır. . Bu bağlantı hafiftir, kullanımı esnektir ve titanyum sondaj borusunu güçlü ve sağlam hale getirebilir.
Deniz suyu boru hattı sistemi, açık deniz petrol üretiminin vazgeçilmez bir parçasıdır. Titanyumun deniz suyuna karşı yüksek korozyon direnci olması ve kullanım ömrünün çeliğe göre 10 kat daha fazla olması nedeniyle titanyum alaşımlı boru sisteminin maliyeti Cu-Ni sistemine göre uygun maliyetlidir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Active Metals ve Precision Tube Technology, geniş çaplı bir titanyum alaşımlı tüp üretmek için ortaklaşa bir titanyum tüp teknolojisi şirketi kurdu. Bu boruda kullanılan alaşım, 650 mm çapında, et kalınlığı 22-25 mm, uzunluğu 350 m ve ağırlığı {-3Al-2.5V olan Ti-3Al-2.5V alaşımıdır. {10}}t. Açık denizde petrol üretimi için kullanılması planlanıyor. Başka bir Amerikan şirketi, açık deniz sondaj platformunda kullanılan, ekstrüzyon yoluyla yaklaşık 500 m uzunluğunda dikey şaft borusu yapmak için 15 m uzunluğunda, 600 mm dış çapı ve 25 mm duvar kalınlığına sahip dikişsiz titanyum alaşımlı boru kullandı. Bu dikey şaft borusunun ağırlığının yarıya indirilebileceği, böylece balast maliyetinin büyük ölçüde azaltılabileceği söyleniyor. Ayrıca yüksek kırılma tokluğuna ve uzun yorulma ömrüne sahiptir.
Veri raporlarına göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Kuzey Denizi petrol sahası geliştirme projesinde, gemideki yüzer cihazlarda ve deniz dibi sabit cihazlarında kullanılan titanyum miktarı eskisine göre arttı. Gemideki 24 yüzer cihaz ve deniz tabanındaki 64 sabit cihaz için titanyum malzemelere olan talep şu şekildedir: 50-100t koruma cihazları için, 50-100t bağlantı cihazları için, 400-1000t genel kaldırma ekipmanı için ve sondaj boruları için 1400-4200t. Açık denizdeki petrol üretim platformlarındaki biyolojik kirlenmenin neden olduğu yapısal parçaların korozyonu oldukça ciddidir. ABD'li bir şirket, platformdaki parçaları korumak için üretim platformunda titanyum tüplerden yapılmış uzun kasa kullanıyor.
Geçtiğimiz birkaç yılda petrol sondajı ve kıyı üretim operasyonlarında titanyum alaşımlı parçaların kullanımı önemli ölçüde arttı. Titanyum alaşımlı parçalar, daha yüksek sıcaklıklar ve ciddi derecede aşındırıcı (yani tuzlu) üretim ortamları da dahil olmak üzere, petrol sondajının daha derin sulara ve daha derin petrol kuyularına girmesine olanak tanır.
Bu tür uygulamalar için, kapsamlı performans göz önüne alındığında, TC4 titanyum çubuk (Ti-6Al-4V) bazlı alaşım uygulanabilir ve düşük maliyetlidir. Deniz suyu boru hattı sistemi açık deniz petrol üretiminin vazgeçilmez bir parçasıdır. Titanyumun deniz suyuna karşı yüksek korozyon direnci olması ve kullanım ömrünün çeliğe göre 10 kat daha fazla olması nedeniyle titanyum boru sisteminin maliyeti Cu-Ni sistemine göre uygun maliyetlidir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Active Metals Company ve Precision Tube Technology Company, geniş çaplı titanyum alaşımlı boru üretmek için ortaklaşa bir titanyum boru teknolojisi şirketi kurdu. Bu boruda kullanılan alaşım, 650 mm çapında, et kalınlığı 22-25 mm, uzunluğu 350 m olan TA18 (Ti-3Al-2.5V) alaşımıdır. 80-90t ağırlığında boru. Açık denizde petrol üretimi için kullanılması planlanıyor. Başka bir Amerikan şirketi, açık deniz sondaj platformunda kullanılan, ekstrüzyon yoluyla yaklaşık 500 m uzunluğunda dikey şaft borusu yapmak için 15 m uzunluğunda, 600 mm dış çapı ve 25 mm duvar kalınlığına sahip dikişsiz titanyum alaşımlı boru kullandı. Bu dikey şaft borusunun ağırlığının yarıya indirilebileceği, böylece balast maliyetinin büyük ölçüde azaltılabileceği söyleniyor. Ayrıca yüksek kırılma tokluğuna ve uzun yorulma ömrüne sahiptir.
Uygulama, Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) alaşımının boru delmek için en iyi malzeme olduğunu kanıtlamıştır. Sondaj uygulaması olarak akma dayanımı ve yorulma dayanımı önemlidir. Bu nedenle, özellikle düşük ara elemanlı iki Gr.5 alaşımı, daha kritik dinamik kaldırma cihazları için uygundur. Çalışma sıcaklığı 75-80 dereceyi aştığında çatlak korozyonunu veya stres korozyonunu önlemek amacıyla rutenyum içeren Gr29 alaşımı kullanılır. Yaygın olarak kullanılan bileşenler arasında kıyı sondaj kaldırma cihazları, sondaj boruları, konik gerilim bağlantıları (TSJ'ler) ve titanyum/çelik karışık kaldırma cihazları bulunur.
Titanyum pompalar, valfler, bağlantılar, bağlantı elemanları, fikstürler ve yedek parçalar gibi küçük titanyum parçalar, petrol üretim platformlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyum alaşımları ayrıca yabancı açık deniz petrol arama ve kuyu tespit cihazlarının kabuklarında da yaygın olarak kullanılmaktadır.
Liman inşaatı
Titanyum malzemenin yüzeyinde kalınlığı 10nm'yi aşmayan bir oksit film bulunur. Aşındırıcı bir ortamda çok stabildir ve hava, deniz suyu ve deniz ortamına karşı mükemmel korozyon direncine sahiptir. Şu anda çeşitli deniz ortamlarına uyum sağlayabilen bir hammaddedir. Japonya, Honshu'dan Şikoku'ya uzanan köprü, Tokyo Körfezi Geçiş Yolu, Kansai Havaalanı ve yüzen petrol depolama üssü gibi okyanusları güçlü bir şekilde geliştirdi. Japon İnşaat Bakanlığı ve Çelik Kulübü tarafından Oi Nehri üzerinde gerçekleştirilen maruz kalma testi ve Ulaştırma Bakanlığı ile Çelik Boru Kazık Derneği tarafından Hasaki Sürüklenen Kum İskelesi'nde gerçekleştirilen çeşitli korozyon önleyici maruz kalma testleri de titanyumun bir uygun malzeme. Mükemmel korozyon önleyici performansına ek olarak titanyum, deniz suyu ortamlarında çok az çözünmüş iyon içermesi ve çevre kirliliği konusunda endişelenmenize gerek olmaması gibi avantajlara da sahiptir. Japonya ayrıca deniz suyu temizleme alanlarında titanyum-çelik kompozit malzemeler kullanarak süper büyük yüzen bir deniz yapısı inşa etti; Tokyo Körfezi Geçiş Yolu'nun inşasında köprü ayaklarında su sıçramasına karşı korumalı gövde olarak titanyum malzemeler kullanılmış olup, her bir köprü ayağı için kullanılan titanyum miktarı 0,9 tondur. Kullanılmış veya planlanan büyük yüzen deniz binaları arasında havalimanları, liman lojistik üsleri, spor tesisleri vb. yer almaktadır.
Kıyı elektrik santrali
Deniz suyunun kapsamlı kullanımı gemi mühendisliğindeki önemli projelerden biridir. Kıyı elektrik santralinin kondansatörü büyük miktarda deniz suyu kullanan bir cihazdır. Kıyıdaki elektrik santrallerinde kullanılan titanyum esas olarak kondansatörlerde kullanılır. Kondenser soğutma suyu olarak deniz suyunu kullandığından ve deniz suyu bol miktarda çamur, askıda madde, deniz organizmaları ve çeşitli aşındırıcı maddeler içerdiğinden, deniz suyu ve nehir suyunun dönüşümlü olduğu tatlı tuzlu sularda durum daha ciddidir. Geleneksel kondansatörlerde, deniz suyundaki çeşitli korozyon nedeniyle sıklıkla ciddi şekilde hasar gören bakır alaşımlı borular kullanılır. Titanyumun deniz suyunda, özellikle de kirli deniz suyunda iyi bir korozyon direnci vardır ve deniz suyuna karşı yüksek hızlı erozyon ve korozyon direnci özellikle olağanüstüdür.
Deniz suyu tuzdan arındırma cihazı
"Su yaşamın kaynağıdır." Günümüzde su kaynaklarının yetersizliği dünyanın başına bela olan bir sorun haline geldi. Dünya nüfusunun yaklaşık %25'i yeterli içme suyu kaynağına sahip değildir. Dünyadaki kara nehirleri ve yeraltı su kaynakları endüstriyel gelişmenin ihtiyaçlarını karşılamaktan uzaktır. Bu nedenle gelecekte deniz suyunun tuzdan arındırılması, insanlar için tatlı su kaynaklarını çözmenin etkili bir yolu olacaktır.
