Vzhledem k tomu, že se odvětví mořské energie neustále rozšiřuje a hlubinné-technologie pro průzkum a vývoj neustále postupují, námořní inženýrství se stále více posouvá směrem k hlubším vodám, vyššímu výkonu a inteligentnějšímu provozu.
Ve srovnání s tradičními aplikacemi námořního inženýrství pracují nově vznikající námořní zařízení často v náročnějších prostředích, včetně koroze mořské vody, vysokého tlaku, dlouhodobého působení-a omezeného přístupu pro údržbu. Tyto podmínky kladou vyšší požadavky na odolnost proti korozi, pevnost, snížení hmotnosti, odolnost a dlouhodobou-spolehlivost.
Pro inženýry a výrobce zařízení je proto výběr správného materiálu stále důležitější.Titan a slitiny titanupřitahují stále větší pozornost, protože kombinují vynikající odolnost proti korozi v mořské vodě s vysokým poměrem pevnosti-k{1}}hmotnosti a dlouhou životností.
1. Vznikající aplikace titanu v námořním inženýrství
Pobřežní větrná energie
Pobřežní větrné turbíny a jejich podpůrné systémy jsou po dlouhou dobu provozu vystaveny vysokým úrovním solné mlhy, vlhkosti a mořské korozi. Korozní prostředí je podstatně náročnější než u pobřežních větrných elektráren.
V závislosti na konstrukci zařízení a provozních podmínkách lze titan a slitiny titanu použít ve vybraných kritických součástech, včetněpříruby, titanové spojovací prvky, spojovací šrouby,chladicí systémy a výměníky tepla s mořskou vodou.
U offshore zařízení umístěných daleko od pobřeží, kde může být kontrola a nouzová údržba extrémně obtížná, může stabilní odolnost titanu proti korozi pomoci zlepšit spolehlivost po celou dobu životnosti zařízení.
Pokud vybíráte titan pro offshore zařízení,Titan třídy 2zvláště stojí za zvážení tam, kde je vynikající odolnost proti korozi a dobrá zpracovatelnost důležitější než maximální pevnost.Titan třídy 12lze také uvažovat pro aplikace vyžadující zvýšenou pevnost a zvýšenou odolnost proti korozi v náročných námořních prostředích.
Výroba vodíku na moři
S rychlým rozvojem globálního průmyslu zeleného vodíku získává stále větší pozornost výroba vodíku založená na pobřežních obnovitelných zdrojích energie a mořské vody.
Některé součásti elektrolyzéru používané pro elektrolýzu mořské vody pracují ve vysoce korozivních a elektrochemicky náročných prostředích. Proto jsou pro tyto systémy vyžadovány materiály s vynikající odolností proti korozi a spolehlivým-dlouhodobým výkonem.
V závislosti na konkrétní konstrukci zařízení a provozních podmínkách lze titan použít pro vybrané konstrukční a funkční součásti v systémech elektrolýzy mořské vody.
Titan byl již zkoumán pro aplikace elektrolýzy mořské vody. Například výzkum amerického ministerstva energetiky v oblasti elektrolýzy vody s aniontoměničovou membránou zkoumal toková pole titanu pro provoz s mořskou vodou a zdůraznil potenciál tohoto materiálu ve vznikajících vodíkových technologiích.
Hlubinná-těžba
Zařízení pro hlubinnou těžbu{0}} pracují v prostředích, která kombinují extrémně vysoký hydrostatický tlak, korozi mořské vody, abrazivní podmínky a mechanické vlivy.
Zařízení fungující v několika tisících metrech pod hladinou moře vyžaduje konstrukční materiály, které mohou poskytnout odolnost proti korozi, přiměřenou mechanickou pevnost, nízkou hmotnost a dlouhodobou- spolehlivost.
Pro tyto aplikace je titanovým slitinám věnována stále větší pozornost jako potenciálním materiálům pro vybrané součásti hlubinné-těžby a podmořských zařízení.
Jak postupuje vývoj hlubinných zdrojů, výběr materiálů bude stále důležitější pro snižování požadavků na údržbu a zlepšování spolehlivosti zařízení.
Podvodní roboti
ROV (dálkově ovládaná vozidla) a AUV (autonomní podvodní vozidla) jsou stále důležitější pro hlubinný-průzkum moře, inspekce na moři, podmořskou údržbu, vědecký výzkum a rozvoj zdrojů.
Při navrhování podvodního vozidla pro dlouhodobý-provoz v mořské vodě nebo ve velkých hloubkách musí inženýři vyvážit pevnost, hmotnost, odolnost proti korozi, tlakovou odolnost a životnost.
Titan a slitiny titanu lze použít ve vybraných součástech, včetně:
Kryty podvodních robotů
Tlakové nádoby a tlakové skříně
Konstrukční prvky
Konektory a spojovací prvky
Nosné-komponenty
Vybavení vystavené-mořské vodě
Relativně nízká hustota titanu ve srovnání s mnoha-technickými materiály s vysokou pevností může přispět ke snížení hmotnosti, zatímco jeho vysoká specifická pevnost a vynikající odolnost proti korozi v mořské vodě jej činí atraktivním pro náročné podmořské aplikace.
2. Vývojové trendy titanu v námořním inženýrství
Vzhledem k tomu, že námořní inženýrství se stále posouvá směrem k hlubším vodám, větším zařízením a aplikacím obnovitelné energie, požadavky na materiály se vyvíjejí nad rámec základní odolnosti proti korozi.
Při výběru materiálů pro další-generaci námořního vybavení musí inženýři stále více zvažovat kombinaci:
Vysoká pevnost + odolnost proti korozi + lehká konstrukce + dlouhá životnost + nízká údržba + náklady na životní cyklus
Titan a slitiny titanu mají významný potenciál v následujících oblastech.
Za prvé, větší a hlubší zařízení pro těžbu ropy a zemního plynu na moři
Vzhledem k tomu, že těžba ropy a zemního plynu na moři se posouvá směrem k hlubším vodám a stále složitějším provozním prostředím, může poptávka po slitinách titanu s vysokou-pevností, velkým{1}}průměrem a korozi-odolnými titanovými slitinami nadále růst.
Pro zařízení pracující v agresivním prostředí mořské vody může titan nabídnout alternativu ke konvenčním materiálům, kde je kritická dlouhá životnost a odolnost proti korozi.
Za druhé, pokračující expanze odsolování mořské vody
Vzhledem k tomu, že se nedostatek vody stává v mnoha regionech stále větším problémem, očekává se, že globální kapacita odsolování se bude nadále rozšiřovat.
Pro konstruktéry a zákazníky odsolovacích zařízení je odolnost proti korozi mořské vody jedním z klíčových faktorů, které je třeba vzít v úvahu při výběru materiálů pro výměníky tepla, potrubní systémy, spojovací prvky a další součásti.
Odolnost titanu vůči korozi mořské vody z něj činí cenný materiál pro vybraná zařízení na odsolování mořské vody a aplikace pro přenos tepla-.
Za třetí, rychlý růst mořské obnovitelné energie
Pokračující rozvoj pobřežní větrné energie, mořské tepelné energie, elektrolýzy mořské vody a výroby vodíku na moři vytváří nové příležitosti pro titanové materiály.
Díky tomu jsou náklady na životní cyklus titanu stále důležitějším faktorem při hodnocení materiálů pro dlouhodobé-námořní aplikace.
Za čtvrté, modernizace vybavení pro hlubinný-výzkum moře
Hlubinný-průzkum, podvodní robotika, autonomní podvodní vozidla a hlubinná-těžební zařízení jsou stále sofistikovanější.
Vývoj pokročilých slitin titanu, vylepšené výrobní procesy a technologie přesného obrábění vytvoří další příležitosti pro titan v hlubinných-výstrojích a podmořském inženýrství.
Závěr
Vzhledem k tomu, že se námořní inženýrství neustále posouvá směrem k hlubším vodám, větším-zařízením, obnovitelným zdrojům energie a inteligentnímu provozu, očekává se, že titan a slitiny titanu budou hrát stále důležitější roli v aplikacích, kde je rozhodující odolnost proti korozi, spolehlivost, snížení hmotnosti a dlouhá životnost.
Přestože relativně vysoké materiálové náklady a požadavky na zpracování titanu zůstávají důležitými faktory, titan by měl být hodnocen nejen na základě jeho počáteční nákupní ceny, ale také na základě jeho celkových nákladů životního cyklu.
Snížená koroze, nižší požadavky na údržbu, prodloužená životnost a zlepšená spolehlivost zařízení mohou učinit titan atraktivním materiálem pro náročné námořní aplikace.
Do budoucna se očekává, že pokračující vývoj-výkonných titanových slitin, nižší-nákladová výroba, pokročilé obrábění a standardizovaný výběr materiálů dále rozšíří využití titanu v námořním inženýrství a udržitelném rozvoji oceánských zdrojů.
Pro přehled dostupnýchtitanové produkty pro námořní a průmyslové aplikace, viz naše Titanové produkty strana.