鈦合金棒
、鈦合金管等鈦材料在深海油田中的應(yīng)用
發(fā)布時間 ：2019-09-26 17:25:12
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鈦合金材料在傳統(tǒng)上是一種航空材料
，但也可用于海上作業(yè)
。航空工業(yè)每年消耗全球用鈦量的一半以上
，而其他方面的消耗則分別為幾個百分點(diǎn)。非航空應(yīng)用領(lǐng)域有：化工
、醫(yī)療和運(yùn)動器材及其他一些應(yīng)用
。
2000年共消耗56000噸，另外還有29000噸用于鈦鐵生產(chǎn)
。
![136299d80a74641a749fdba7f62e2911[1].jpg](/ueditor/php/upload/image/20190926/1569490034566066.jpg "1569490034566066.jpg")
近海工業(yè)目前大約消耗全球用鈦量的5%
，主要用于石油和天然氣工業(yè)
。這方面需求低的主要原因是鈦的價格昂貴
，海綿鈦的市場價格為5～7美元/公斤。
盡管鈦在海上作業(yè)方面應(yīng)用已有20年左右
，但主要進(jìn)展開始于這10年
，主要用于石油和天然氣的近海勘探
。
由于鈦可抵御海水侵蝕
，因而多用于海上平臺或水下。它主要用于管道系統(tǒng)
，作為壓載箱
、冷卻、防火等
，此外還用于鉆機(jī)管道
、錐形連接、立管
、流送管和閥門等
。
氧化鈦薄膜可在高達(dá)130℃下抵御海水侵蝕。鈦還可以防止80℃以下的海水裂隙侵蝕
，而不銹鋼的此項功能只限于10℃
，此外鈦還對碳?xì)浠衔锛霸偷扔锌刮g作用
。鈦的防腐性能使其海上應(yīng)用壽命長
，這點(diǎn)至關(guān)重要，因為海上修復(fù)作業(yè)是非常耗時
、費(fèi)錢的。
減重和強(qiáng)度對于建造海上平臺非常重要
。鈦可以有鋼的強(qiáng)度
，但重量僅為其55%。
鈦很柔韌
，而且易于整形
；這種特性組合對于漸縮應(yīng)力接頭和鋼立管是非常需要的，因為它們必須根據(jù)海的運(yùn)動方向隨時調(diào)節(jié)位置
。
對于海面平臺的水上部分
，材料使用壽命不像水下應(yīng)用那么重要。如果一項工程只需3～5年
，則碳鋼完全滿足需要
，因為它便宜得多。但是對于長達(dá)20～30年的工程
，則更應(yīng)使用鈦
。鈦在水下使用壽命可長達(dá)50年之久，這使一項工程的整個周期中無需大的維護(hù)
。因此
，鈦的應(yīng)用應(yīng)著重于海下應(yīng)用。
深海油田主要位于歐洲北海
，這是鈦海上作業(yè)用途的最大市場
。目前一個海上平臺要使用30～500噸鈦，而且這只包括平臺海上部分
。在北海的南部
，鉆探深度達(dá)70米，而且使用固定平臺
。在北海的北部
，鉆探深度已達(dá)1000米，采用浮動平臺
，這是一個潛在的開發(fā)領(lǐng)域
。
歐洲鈦廠家是這方面的領(lǐng)先者，挪威的公司則是鈦在海上作業(yè)方面的主要經(jīng)營者
。例如挪威的Alba公司在1999年為澳大利亞的Laminaria工程生產(chǎn)了用于海上的最大鈦鑄件
。這個用于海水的閥門由二級商業(yè)純鈦制成，重2750公斤、長2210毫米
、高1499毫米
。俄羅斯的澤連諾哥爾斯克鑄造廠提供鑄件。
![a8d27f45e74ea9eae747d7a8f330f2a5[1].jpg](/ueditor/php/upload/image/20190926/1569490121325878.jpg "1569490121325878.jpg")
最新的一項歐洲工程是挪威的Kristin開發(fā)計劃
。去年年底挪威公司又給Satoil石油公司提供了鈦管和配件
。Satoil公司表明，今后6年間將為鈦管和配件花費(fèi)1.59億美元
。估計
，Kristin工程將耗費(fèi)150～200噸鈦。
除歐洲外
，鈦主要將用于墨西哥灣的深海鉆探
，印尼和非洲的某些工程以及南加里弗尼亞的地?zé)峁こ獭?/p>
另外一項涉及金屬本身的開發(fā)計劃是由碳化硅纖維和鈦合金組成的復(fù)合材料。這是一種很輕
、強(qiáng)度好的耐高溫材料
。Ti-MMC可以替代鋼部件，可耐600℃高溫
，而且重量僅及鋼的一半
。Ti-MMC可用于制造深海抗壓容器
。
更便宜的鈦會拉近與商界的距離
，采用電解工藝據(jù)稱成本只為Kroll工藝的1/4，但進(jìn)行工業(yè)規(guī)劃生產(chǎn)還有很大距離
。British Titanium公司正籌建一個中試工廠
，可批量生產(chǎn)30公斤鈦。更廉價的鈦將擴(kuò)大其海上應(yīng)用及其他應(yīng)用
。在未來的10年
，隨著石油
、天然氣的開發(fā)
，鈦在海上作業(yè)方面應(yīng)用會增大。這一市場盡管不是很大
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