استفاده از لوله های تیتانیوم در نمک زدایی آب دریا

1. چگالی کم و استحکام ویژه بالا (قدرت / وزن مخصوص)

2. مقاومت در برابر خوردگی خوب

تیتانیوم یک فلز بسیار فعال با پتانسیل تعادل کم در گرایش خوردگی ترمودینامیکی متوسط ​​و بالا است. اما در واقع، تیتانیوم در محیط های مختلف مانند محیط های اکسید کننده، خنثی و ضعیف احیا کننده پایدار و مقاوم در برابر خوردگی است. این به این دلیل است که تیتانیوم تمایل زیادی به اکسیژن دارد. در محیط های حاوی هوا یا اکسیژن، یک لایه اکسیدی متراکم، چسبنده و بی اثر روی سطح تیتانیوم تشکیل می شود تا از ماتریکس تیتانیوم در برابر خوردگی محافظت کند. حتی به دلیل ساییدگی و پارگی مکانیکی می تواند به سرعت خود را ترمیم یا بازسازی کند. این نشان می دهد که تیتانیوم فلزی است که تمایل زیادی به غیرفعال شدن دارد. هنگامی که دمای متوسط ​​کمتر از 315 درجه است، فیلم اکسید تیتانیوم همیشه این ویژگی را حفظ می کند.

3. عملکرد تبادل حرارت خوب

اگرچه فلز تیتانیوم رسانایی حرارتی کمتری نسبت به فولاد کربنی و مس دارد، اما ضخامت دیواره آن به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی می تواند تا حد زیادی کاهش یابد. علاوه بر این، انتقال حرارت بین سطح و بخار به شکل چگالش قطرات رخ می دهد و در نتیجه جرم حرارتی را کاهش می دهد. سطح بدون گره همچنین مقاومت حرارتی را کاهش می دهد و به طور قابل توجهی خواص انتقال حرارت تیتانیوم را بهبود می بخشد.

4. مقاومت در برابر حرارت خوب

آلیاژهای تیتانیوم جدید را می توان برای مدت طولانی در دمای 600 درجه یا بالاتر استفاده کرد.

5. مقاومت خوب در دمای پایین در مهندسی شیمی

آلیاژهای تیتانیوم با دمای پایین نشان داده شده توسط آلیاژهای تیتانیوم TA7 (Ti-5AI-2.5Sn)، TC4 (Ti-6AI-4V) و Ti{{8} }Zr-1.5Mo با کاهش دما در استحکام بیشتر می‌شود، اما قدرت تغییر نمی‌کند.

6. استحکام کششی و استحکام تسلیم

این ویژگی نشان می دهد که نسبت استحکام تسلیم آن (استحکام کششی/استحکام تسلیم) بالا است، که نشان می دهد مواد فلزی تیتانیوم در طول فرآیند شکل دهی توانایی تغییر شکل پلاستیک ضعیفی دارند. از آنجایی که نسبت حد تسلیم تیتانیوم به حالت کشسانی آن زیاد است، پاسخ الاستیک تیتانیوم هنگام تشکیل بیشتر است.

مزایای نمک زدایی آب دریا

لوله های تیتانیوم در تجهیزات نمک زدایی به تدریج جایگزین سایر مواد لوله فلزی قبلی خواهند شد. در مقایسه با این دو، لوله تیتانیوم

دارای مزایای زیر است:

1. استفاده از لوله های تیتانیوم محدود شده است. در شرایط کاری یکسان، ضخامت دیواره لوله‌های تیتانیوم نازک‌تر است و از مواد لوله کمتری استفاده می‌شود. به طور کلی، ضخامت دیواره لوله های آلیاژ مس 0.9mm-1.2mm است. می توان آن را با لوله های تیتانیوم جایگزین کرد و می توان از آن در مناطقی با سطوح خوردگی پایین استفاده کرد. از لوله های جدار نازک با ضخامت دیواره 0.5 میلی متر استفاده کنید.

2. لوله تیتانیوم دارای هدایت حرارتی خوبی است. رسانایی حرارتی تیتانیوم 17W/(mk)، برنج آلومینیومی 100W/(mk) و مس سفید 70/30 29W/(mk) است. تیتانیوم کمترین رسانایی حرارتی را دارد. با این حال، هنگامی که از لوله های تیتانیوم جدار نازک استفاده می شود، اگرچه هدایت حرارتی هادی بدتر از برنج آلومینیومی است، اما معادل مس سفید 90/10 و بهتر از مس سفید 70/30 است.

3. لوله های تیتانیومی مقرون به صرفه تر هستند. قیمت لوله های تیتانیوم قابل رقابت با لوله های آلیاژ مس است. به دلیل چگالی کم تیتانیوم، جرم لوله های تیتانیوم با ضخامت و طول دیواره یکسان تنها 50 درصد از لوله های آلیاژ مس است. هنگامی که ضخامت دیواره لوله تیتانیوم 50٪ لوله آلیاژ مس است، جرم لوله تیتانیوم با همان ناحیه انتقال حرارت تنها 1/4 لوله آلیاژ مس است.

4. لوله های تیتانیومی عمر طولانی تری دارند. از آنجایی که رسوبات و موجودات دریایی در آب دریا اغلب مخلوط می شوند، به لوله های انتقال حرارت و انتهای آنها می چسبند و لوله های آلیاژ مس را خورده می کنند. آلیاژهای مس نیز توسط Br- در آب دریا خورده می شوند. لوله های تیتانیومی این کاستی را ندارند. به خصوص زمانی که برای کشتن باکتری ها در آب دریا باید اکسیژن تزریق شود، لوله های تیتانیومی مقاوم در برابر خوردگی مورد نیاز است.

کندانسورهای نیروگاهی تولید شده توسط هیتاچی، میتسوبیشی، توشیبا و سایر شرکت ها از لوله های جوش داده شده تیتانیوم با ضخامت 5.5 میلی متر و دستگاه های نمک زدایی آب دریا تولید شده توسط میتسوبیشی، کاوازاکی، هیتاچی، میتسویی، کوبه استیل و سایر شرکت ها استفاده می کنند. 0 لوله های جوش داده شده تیتانیوم با ضخامت 5 میلی متر. لوله جوش داده شده تیتانیوم به ضخامت 0.5mm-0.7mm. تا سال 1983، ژاپن 4038 لوله جوش داده شده تیتانیوم جدار نازک را برای تجهیزات نمک زدایی آب دریا در سرتاسر جهان در 16 سال تولید کرد و تاکنون هیچ آسیبی در اثر خوردگی آب دریا رخ نداده است.

(1) کندانسور تهویه و کمپرسور تزریق

تجهیزات واقعی نمک زدایی آب دریا در ژاپن، تجهیزات نمک زدایی آب دریا با ظرفیت 2650 تن است که توسط شرکت Matsushima Carbon Co., Ltd. در سال 1967 ساخته شده است. کمپرسور تزریقی این تجهیزات را نمی توان از آلیاژ مس ساخت. پس از تغییر به آلیاژ تیتانیوم، هیچ شکستی به دلیل خوردگی وجود نداشت.

(2) کندانسور گرمازا

کندانسور فلاش چند مرحله ای از آب دریا به عنوان آب خنک کننده برای خنک کردن بخار آب تولید شده در محفظه های فلاش در هر مرحله استفاده می کند. از آنجایی که آب دریا اغلب با رسوبات و موجودات دریایی مخلوط می شود، آنها به لوله های انتقال حرارت و انتهای لوله می چسبند و لوله های آلیاژ مس را خورده می کنند. امروزه تقریباً تمام کندانسورهای انتقال حرارت تجهیزات نمک‌زدایی MSF از لوله‌های تیتانیومی استفاده می‌کنند. به خصوص زمانی که برای از بین بردن باکتری های موجود در آب دریا نیاز به تزریق اکسیژن است، لوله های تیتانیوم مقاوم در برابر خوردگی مورد نیاز است.

(3) کندانسور بازیابی حرارت

کندانسور واحد بازیابی حرارت دارای منطقه انتقال حرارت بزرگ است. به دلایل اقتصادی معمولا از لوله های آلیاژ مس استفاده می شود و لوله های تیتانیوم فقط در مواقع خاص استفاده می شود. محیط های حاوی آلاینده هایی مانند آمونیاک یا سولفید هیدروژن می توانند باعث خوردگی شدید آلیاژهای مس شوند. واحد نمک زدایی آب دریا 3600 تن در روز MSF که در سال 1977 به آلمان صادر شد از آلیاژ تیتانیوم به جای آلیاژ مس به عنوان تجهیزات کمکی آمونیاک استفاده کرد. به دلیل خوردگی توسط سولفید اکسیژن، خوردگی لوله برنجی آلومینیومی تجهیزات نمک‌زدایی آب دریا پرو 3120t/dMSP پس از یک سال استفاده رخ داد. مورد. در نهایت، تمام لوله های انتقال حرارت با لوله های تیتانیومی جایگزین شدند.

بر اساس گزارشات، یک کارخانه آب شیرین کن با تولید روزانه 100 تن از 60،{2}} لوله تیتانیوم استفاده می کند. در 30 سال از 1967 تا 1994، در مجموع 52 مجموعه کندانسور برای تولید برق و 7 مجموعه تجهیزات نمک زدایی آب دریا تولید شد و در مجموع 11،{9}} تن لوله تیتانیوم جوش داده شده استفاده شد.

شرکت های داخلی فهرست شده درگیر در لوله های تیتانیوم یا لوله های تیتانیوم نمک زدایی آب دریا:

Panzhihua Iron and Steel Vanadium Titanium (که دارای بزرگترین ذخایر داخلی تیتانیوم است و مواد تیتانیوم و کنسانتره تیتانیوم را تولید می کند) از تقاضای تیتانیوم در مقیاس بزرگ و تولید مواد تیتانیوم در آینده سود خواهد برد.

Jiuli Special Materials (17 50،-0.30،-1.69%) (بازده سالانه 1،000 تن لوله تیتانیوم نمک‌زدایی آب دریا) از مزایای تدریجی بهره برده است. استفاده از لوله های تیتانیوم نمک زدایی آب دریا؛

Baoti Co., Ltd. (25.53, -0.26, -1.01%) (پیشرو در مواد تیتانیوم) دارای استحکام جامع پیشرو در مواد تیتانیوم و لوله های تیتانیوم است و از مزایای سریع بهره خواهد برد. توسعه صنعت در آینده

با توسعه جامعه، تقاضا برای منابع طبیعی همچنان رو به افزایش است و توسعه و بهره برداری از منابع دریایی مورد توجه روزافزونی قرار گرفته است. برخی می گویند قرن بیست و یکم قرن توسعه اقیانوس ها است.

توسعه اقیانوس به تجهیزات متنوعی نیاز دارد و تحقق هر گونه عملکرد تجهیزات به فناوری مواد بستگی دارد. مواد تیتانیوم مقاوم در برابر خوردگی، غیر مغناطیسی، دارای خواص مکانیکی جامع بالا، قابل پردازش و مناسب برای محیط های دریایی است. این یک ماده ساختاری طبیعی برای تجهیزات کشتی است. این ویژگی های مواد تیتانیوم یک پلت فرم مهم فناوری مواد برای توسعه محصولات جدید کشتی و ماشین آلات و تجهیزات مهندسی دریایی فراهم می کند. بنابراین، از اواخر دهه 1950، کاربرد مواد تیتانیوم در کشتی سازی و مهندسی دریایی به تدریج هم از نظر دامنه و هم از نظر کمی گسترش یافته است.

با توسعه علم و فناوری، صنعت کشتی سازی کشور من پس از تحقیقات کاربردی طولانی مدت، یک سیستم فنی از مواد آلیاژ تیتانیوم برای کشتی ها تشکیل داده است. در این صنعت، محصولات نیمه تمام متالورژی تیتانیوم عمدتاً در مشخصات مختلف صفحات، آهنگری، ریخته گری، سیم میله ها، لوله ها و غیره استفاده می شود که در این میان صفحات بیشترین میزان را به خود اختصاص داده اند که بیش از 70 درصد را به خود اختصاص داده اند و پس از آن آهنگری در رتبه های بعدی قرار دارد. ، حدود 15% و ریخته گری ها 12% را تشکیل می دهند. سیم و لوله وجود دارد. به منظور اطمینان از کیفیت ساخت کشتی ها و تجهیزات مهندسی دریایی، همسانگردی، ساختار متوسط ​​و دانه بندی مشخصات مختلف مواد تیتانیوم، تولید صفحات، خمش، شکل دهی مهر زنی، جوشکاری، آهنگری و ریخته گری، آماده سازی و فناوری فرآیند ساخت ضروری است. . . علاوه بر این، به دلیل طیف گسترده ای از کاربردها، مواد تیتانیوم برای کشتی ها نه تنها لازم است که در محیط های دریایی در برابر خوردگی مقاوم باشند، بلکه دارای اولویت های تحقیقاتی دیگری نیز هستند: ① عملکرد بالا (استحکام بالا، چقرمگی ضربه، مقاومت در برابر خستگی)، بالا. عملکرد (انتقال صدای بالا) و سازگاری با شرایط محیطی ② فرآیند ساخت مواد دارای سازگاری قوی است و برای استفاده ایمن و قابل اعتماد است. ③ سریال سازی انواع/مشخصات، مواد پشتیبان (مانند مواد سیم جوش مربوطه)، عملی بودن. کم هزینه. مهندسی دریایی و دریایی نه تنها به عملکرد و کیفیت آن بستگی دارد، بلکه به مقرون به صرفه بودن آن نیز بستگی دارد. هزینه پایین یک هدف مهم تحقیقات فعلی در مورد مواد آلیاژ تیتانیوم و فرآیندهای ساخت کشتی ها است.