کاربرد مواد تیتانیوم در مهندسی دریایی

تیتانیوم ماده ای با خواص فیزیکی عالی و خواص شیمیایی پایدار است. تیتانیوم و آلیاژهای آن دارای استحکام بالا، وزن مخصوص کم و مقاوم در برابر خوردگی آب دریا و خوردگی دمای اقیانوس هستند که به خوبی می تواند نیازهای کاربردی مردم را در مهندسی دریایی برآورده کند. پس از سال ها تلاش متخصصان صنعت تیتانیوم و محققان کاربرد مهندسی دریایی، تیتانیوم به طور گسترده در توسعه نفت و گاز دریایی، ساخت بندر، نیروگاه های ساحلی، نمک زدایی آب دریا، کشتی ها، شیلات دریایی و تبدیل انرژی حرارتی دریایی استفاده شده است. در حال حاضر، تیتانیوم برای مهندسی دریایی به یکی از مناطق اصلی استفاده غیر نظامی تیتانیوم تبدیل شده است. کاربردهای خاص مواد تیتانیوم در مهندسی دریایی عبارتند از:

1. توسعه نفت و گاز دریایی:
سکوی حفاری دریایی یک پایگاه کاری برای اجرای اکتشاف و توسعه نفت و گاز زیردریایی است که نشان دهنده بهبود سطح فنی توسعه نفت و گاز زیردریایی است. تجهیزات تولید نفت دریایی عمدتاً شامل سکوهای تولید نفت و تجهیزات جانبی از جمله خنک کننده های نفت خام، بالابرهای تولید نفت، پمپ ها، شیرها، اتصالات و گیره ها می باشد. این تجهیزات با رسانه هایی مانند سولفید، آمونیاک و کلر موجود در آب دریا و نفت خام در تماس هستند.

2. ساخت بندر:
ماده تیتانیوم دارای یک فیلم اکسیدی با ضخامت بیش از 10 نانومتر بر روی سطح خود است که در محیط خورنده بسیار پایدار است و مقاومت در برابر خوردگی عالی در برابر جو، آب دریا و محیط دریایی دارد. در حال حاضر این ماده اولیه ای است که می تواند به بهترین وجه با محیط های مختلف دریایی سازگار شود.

3. نیروگاه های ساحلی:
بهره برداری همه جانبه از آب دریا یکی از پروژه های مهم در مهندسی دریا است. کندانسور نیروگاه ساحلی دستگاهی است که از مقدار زیادی آب دریا استفاده می کند. تیتانیوم مورد استفاده در نیروگاه ساحلی عمدتاً تیتانیوم مورد استفاده در کندانسور است. از آنجایی که کندانسور از آب دریا به عنوان آب خنک کننده استفاده می کند و آب دریا حاوی مقدار زیادی رسوب، مواد معلق، موجودات دریایی و مواد خورنده مختلف است، وضعیت در آب شور که در آن آب دریا و رودخانه متناوب می شوند، جدی تر است. کندانسورهای سنتی از لوله های آلیاژ مس استفاده می کنند که اغلب به دلیل خوردگی های مختلف در آب دریا به شدت آسیب می بینند. تیتانیوم مقاومت خوبی در برابر خوردگی در آب دریا، به ویژه در آب دریاهای آلوده دارد، و مقاومت در برابر خوردگی با سرعت بالا در برابر خوردگی آن به ویژه برجسته است.

4. دستگاه نمک زدایی آب دریا:
از توسعه نمک زدایی آب دریا در داخل و خارج از کشور، عمدتاً دو روش وجود دارد: تقطیر و اسمز معکوس. اولی گرم کردن آب دریا برای تبخیر آن و سپس متراکم کردن بخار برای به دست آوردن آب شیرین است. دومی تحت فشار قرار دادن آب دریا است تا آب شیرین موجود در آن از یک غشاء خاص عبور کند و نمک را قطع کند و آب شیرین به دست آورد. دستگاه های نمک زدایی اولیه آب دریا از آلیاژهای مس، فولاد کربن و مواد دیگر استفاده می کردند. از آنجایی که این مواد در برابر خوردگی آب دریا مقاوم نیستند و راندمان تولید پایینی دارند، به زودی با تیتانیوم با مقاومت عالی در برابر خوردگی آب دریا جایگزین شدند. در نمک زدایی آب دریا کاربرد اصلی تیتانیوم لوله انتقال حرارت هیتر دستگاه نمک زدایی است.

5. کشتی ها:
کاربرد تیتانیوم در کشتی ها توجه زیادی را به خود جلب کرده است. نیروی دریایی و صنایع کشتی سازی کشورهای مختلف نیز به تحقیقات کاربردی تیتانیوم در کشتی ها اهمیت زیادی می دهند و درجات زیادی از آلیاژهای تیتانیوم دریایی را توسعه داده اند. تیتانیوم و آلیاژهای آن به طور گسترده در کشتی‌ها استفاده می‌شود، مانند قطعات ساختاری بدنه، کشتی‌های بررسی در اعماق دریا و بدنه‌های مقاوم در برابر فشار زیردریایی، لوله‌ها، شیرها، سکان‌ها، چارچوب شفت، لوازم جانبی، پروانه‌ها و شفت‌های پروانه در دستگاه‌های درایو قدرت، مبدل‌های حرارتی. ، کولرها، کاورهای راهنمای سونار بدنه و ...

6. شیلات دریایی: شیلات دریایی از ماهیگیری به پرورش تبدیل شده است و ماهی هایی مانند شیرماهی، ماهی دست و پا و مارماهی به صورت مصنوعی پرورش داده شده اند. در فناوری پرورش مصنوعی، مش فلزی تیتانیوم و مبدل های حرارتی لوله تیتانیوم که دمای آب دریا مشخصی را حفظ می کنند، به طور گسترده ای استفاده می شود.

7. تبدیل انرژی حرارتی اقیانوس: اقیانوس حاوی انرژی عظیمی مانند انرژی جزر و مد، انرژی موج، انرژی اختلاف دما، انرژی جریان اقیانوس، انرژی اختلاف شوری و غیره است. با کمبود روزافزون انرژی جهان، مردم بیشتر به توسعه و استفاده از انرژی اقیانوس پروژه های تولید برق اختلاف دما و تولید نیروی جزر و مدی مورد مطالعه و توسعه قرار گرفته است. اصل تولید برق ترموالکتریک این است که از آب دریا با دمای بالاتر در سطح اقیانوس برای گازدار کردن آمونیاک یا فریون استفاده شود، توربین را به چرخش درآورد و برق تولید کند و سپس از آب دریا با دمای پایین در اعماق دریا برای خنک کردن آمونیاک یا فریون گازی شده استفاده کرد. ، یک سیستم موتور حرارتی با گردش مداوم را تشکیل می دهد.