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钛在传统上是一种航空材料,可用于海上作业

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-10-14  浏览次数:87
       钛在传统上是一种航空材料,但也可用于海上作业。航空工业每年消耗全球用钛量的一半以上,而其他方面的消耗则分别为几个百分点。非航空应用领域有:化工、医疗和运动器材及其他一些应用。

       2000年共消耗56000吨,另外还有29000吨用于钛铁生产。

       近海工业目前大约消耗全球用钛量的5%,主要用于石油和天然气工业。这方面需求低的主要原因是钛的价格昂贵,海绵钛的市场价格为5~7美元/公斤。

       尽管钛在海上作业方面应用已有20年左右,但主要进展开始于这10年,主要用于石油和天然气的近海勘探。

       由于钛可抵御海水侵蚀,因而多用于海上平台或水下。它主要用于管道系统,作为压载箱、冷却、防火等,此外还用于钻机管道、锥形连接、立管、流送管和阀门等。

       氧化钛薄膜可在高达130℃下抵御海水侵蚀。钛还可以防止80℃以下的海水裂隙侵蚀,而不锈钢的此项功能只限于10℃,此外钛还对碳氢化合物及原油等有抗蚀作用。钛的防腐性能使其海上应用寿命长,这点至关重要,因为海上修复作业是非常耗时、费钱的。

       减重和强度对于建造海上平台非常重要。钛可以有钢的强度,但重量仅为其55%。

       钛很柔韧,而且易于整形;这种特性组合对于渐缩应力接头和钢立管是非常需要的,因为它们必须根据海的运动方向随时调节位置。

       对于海面平台的水上部分,材料使用寿命不像水下应用那么重要。如果一项工程只需3~5年,则碳钢完全满足需要,因为它便宜得多。但是对于长达20~30年的工程,则更应使用钛。钛在水下使用寿命可长达50年之久,这使一项工程的整个周期中无需大的维护。因此,钛的应用应着重于海下应用。

       深海油田主要位于欧洲北海,这是钛海上作业用途的最大市场。目前一个海上平台要使用30~500吨钛,而且这只包括平台海上部分。在北海的南部,钻探深度达70米,而且使用固定平台。在北海的北部,钻探深度已达1000米,采用浮动平台,这是一个潜在的开发领域。

       欧洲钛厂家是这方面的领先者,挪威的公司则是钛在海上作业方面的主要经营者。例如挪威的Alba公司在1999年为澳大利亚的Laminaria工程生产了用于海上的最大钛铸件。这个用于海水的阀门由二级商业纯钛制成,重2750公斤、长2210毫米、高1499毫米。俄罗斯的泽连诺哥尔斯克铸造厂提供铸件。

       最新的一项欧洲工程是挪威的Kristin开发计划。去年年底挪威公司又给Satoil石油公司提供了钛管和配件。Satoil公司表明,今后6年间将为钛管和配件花费1.59亿美元。估计,Kristin工程将耗费150~200吨钛。

       除欧洲外,钛主要将用于墨西哥湾的深海钻探,印尼和非洲的某些工程以及南加里弗尼亚的地热工程。

       另外一项涉及金属本身的开发计划是由碳化硅纤维和钛合金组成的复合材料。这是一种很轻、强度好的耐高温材料。Ti-MMC可以替代钢部件,可耐600℃高温,而且重量仅及钢的一半。Ti-MMC可用于制造深海抗压容器。

       更便宜的钛会拉近与商界的距离,采用电解工艺据称成本只为Kroll工艺的1/4,但进行工业规划生产还有很大距离。British Titanium公司正筹建一个中试工厂,可批量生产30公斤钛。更廉价的钛将扩大其海上应用及其他应用。在未来的10年,随着石油、天然气的开发,钛在海上作业方面应用会增大。这一市场尽管不是很大,但对钛却有重要意义。
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