Pembangunan Minyak dan Gas Marin
Minyak adalah talian hayat ekonomi sesebuah negara. Dianggarkan bahawa sumber minyak yang boleh diperoleh semula ialah 300 bilion tan, di mana rizab minyak luar pesisir adalah kira-kira 130 bilion tan. Perkembangan minyak luar pesisir bermula pada awal abad ke-20. Pembangunannya telah melalui proses dari luar pesisir ke luar pesisir, dari laut cetek ke laut dalam. Terhad oleh keadaan teknikal dan pembangunan bahan, hanya deposit minyak dan gas asli yang menjangkau terus dari pantai ke laut cetek boleh dieksploitasi pada mulanya. Sejak tahun 1980-an, dirangsang oleh krisis tenaga dan kemajuan teknologi, penerokaan dan pembangunan minyak luar pesisir telah berkembang pesat, dan pembangunan minyak luar pesisir telah berkembang pesat ke pelantar benua, secara beransur-ansur membentuk sektor industri minyak luar pesisir yang baharu. Platform penggerudian luar pesisir ialah pangkalan kerja untuk melaksanakan penerokaan dan eksploitasi minyak dan gas luar pesisir, yang menandakan tahap teknologi pembangunan minyak dan gas luar pesisir. Peralatan pengeluaran minyak luar pesisir terutamanya termasuk platform pengeluaran minyak dan peralatan tambahan, dan peralatan tambahan termasuk penyejuk minyak mentah, penaik minyak, pam, injap, sambungan dan pengapit. Peralatan ini bersentuhan dengan air laut dan sulfida, ammonia, klorin dan media lain dalam minyak mentah. Oleh kerana titanium mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dalam media ini, Amerika Syarikat menggunakan tiang platform minyak luar pesisir titanium di medan minyaknya pada awal 1970-an, dan juga menggunakan titanium untuk membuat penukar haba shell-dan-tiub dan penukar haba plat. Penukar haba cangkang dan tiub titanium menggunakan air laut sebagai medium penyejukan untuk menyejukkan campuran gas/minyak suhu tinggi yang diekstrak daripada telaga minyak. Penukar haba plat titanium juga menggunakan air laut sebagai medium penyejuk untuk menyejukkan air tawar yang digunakan untuk menyejukkan minyak mentah dalam penukar haba keluli karbon. Amerika Syarikat menggunakan kira-kira 100 penukar haba titanium pada platform penggerudian medan minyak Laut Utara. Bahagian titanium yang ditempah oleh Hunting Oilfield Services di Aberdeen, Scotland, UK, dikatakan sebagai aci penaik tekanan tinggi titanium pertama di dunia, yang digunakan dalam projek Heidrum Continental Petroleum Company (Conoco) di Norway.
Paip penggerudian titanium aloi petroleum mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang, berat hanya separuh daripada keluli tahan karat, tetapi dua kali lebih fleksibel daripada keluli tahan karat, dan mempunyai hayat perkhidmatan 10 kali ganda daripada keluli. Ciri-ciri cemerlang ini menjadikan titanium sebagai bahan untuk menggerudi telaga minyak dalam yang sukar, hampir bulat. Alat penggerudian gabungan yang mengandungi paip gerudi titanium boleh mengurangkan masa penggerudian dan mengurangkan jumlah kos penggerudian. GrantPrideco, Sistem Tenaga RTI dan Perkhidmatan Penggerudian Obor di Amerika Syarikat pertama kali menggunakan paip gerudi titanium untuk aplikasi perindustrian pada tahun 2000. Paip gerudi titanium yang dihasilkan dan dibekalkan oleh GrantPrideco dan RTI Energy Systems juga dilengkapi dengan sambungan alat keluli yang disediakan oleh GrantPrideco Anti-Fatigue . Sambungan ini ringan, fleksibel digunakan, dan boleh menjadikan paip gerudi titanium kuat dan kukuh.
Sistem saluran paip air laut merupakan bahagian yang amat diperlukan dalam pengeluaran minyak luar pesisir. Oleh kerana titanium mempunyai ketahanan kakisan yang tinggi terhadap air laut dan hayat perkhidmatannya adalah 10 kali ganda daripada keluli, kos sistem paip aloi titanium adalah kos efektif berbanding dengan sistem Cu-Ni. Logam Aktif Amerika Syarikat dan Teknologi Tiub Precision telah bersama-sama menubuhkan sebuah syarikat teknologi tiub titanium untuk menghasilkan tiub aloi titanium berdiameter besar. Aloi yang digunakan dalam paip ini ialah aloi Ti-3Al-2.5V, dengan diameter 650mm, ketebalan dinding 22-25mm, panjang 350m dan berat { {10}}t. Ia dirancang untuk digunakan untuk pengeluaran minyak luar pesisir. Sebuah lagi syarikat Amerika menggunakan tiub aloi titanium lancar dengan panjang 15m, diameter luar 600mm, dan ketebalan dinding 25mm untuk membuat paip aci menegak sepanjang hampir 500m melalui penyemperitan, yang telah digunakan dalam platform penggerudian luar pesisir. Dikatakan bahawa berat paip aci menegak ini boleh dikurangkan separuh, sekali gus mengurangkan kos balast. Di samping itu, ia juga mempunyai keliatan patah yang tinggi dan hayat keletihan yang panjang.
Menurut laporan data, dalam projek pembangunan medan minyak Laut Utara di Amerika Syarikat, jumlah titanium yang digunakan dalam peranti terapung kapal dan peranti tetap dasar laut telah meningkat berbanding sebelum ini. Permintaan untuk bahan titanium untuk 24 peranti terapung di atas kapal dan 64 peranti tetap di dasar laut ialah: 50-100t untuk peranti perlindungan, 50-100t untuk peranti sambungan, 400-1000t untuk peralatan angkat am , dan 1400-4200t untuk paip gerudi. Hakisan bahagian struktur yang disebabkan oleh pencemaran biologi pada platform pengeluaran minyak luar pesisir agak serius. Sebuah syarikat AS menggunakan selongsong panjang yang diperbuat daripada tiub titanium pada platform pengeluaran untuk melindungi bahagian pada platform.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan bahagian aloi titanium dalam penggerudian minyak dan operasi pengeluaran pantai telah meningkat dengan ketara. Bahagian aloi titanium membolehkan penggerudian minyak memasuki perairan yang lebih dalam dan telaga minyak yang lebih dalam, termasuk suhu yang lebih tinggi dan persekitaran pengeluaran yang sangat menghakis (iaitu, masin).
Untuk aplikasi sedemikian, memandangkan prestasi komprehensif, aloi berasaskan rod titanium TC4 (Ti-6Al-4V) adalah terpakai dan kos rendah. Sistem saluran paip air laut adalah bahagian yang amat diperlukan dalam pengeluaran minyak luar pesisir. Oleh kerana titanium mempunyai rintangan kakisan yang tinggi terhadap air laut dan hayat perkhidmatannya adalah 10 kali ganda daripada keluli, kos sistem paip titanium adalah kos efektif berbanding dengan sistem Cu-Ni. Syarikat Logam Aktif Amerika Syarikat dan Syarikat Teknologi Precision Tube bersama-sama menubuhkan sebuah syarikat teknologi paip titanium untuk menghasilkan paip aloi titanium berdiameter besar. Aloi yang digunakan dalam paip ini ialah aloi TA18 (Ti-3Al-2.5V), dengan diameter 650mm, ketebalan dinding 22-25mm, panjang 350m, dan paip seberat 80-90t. Ia dirancang untuk digunakan untuk pengeluaran minyak luar pesisir. Satu lagi syarikat Amerika menggunakan paip aloi titanium lancar dengan panjang 15m, diameter luar 600mm, dan ketebalan dinding 25mm untuk membuat paip aci menegak sepanjang hampir 500m melalui penyemperitan, yang telah digunakan dalam platform penggerudian luar pesisir. Dikatakan bahawa berat paip aci menegak ini boleh dikurangkan separuh, sekali gus mengurangkan kos balast. Di samping itu, ia juga mempunyai keliatan patah yang tinggi dan hayat keletihan yang panjang.
Amalan telah membuktikan bahawa aloi Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) ialah bahan terbaik untuk menggerudi paip. Sebagai aplikasi penggerudian, kekuatan hasil dan kekuatan keletihan adalah penting. Oleh itu, dua aloi Gr.5 dengan unsur interstisial yang sangat rendah adalah sesuai untuk peranti pengangkat dinamik yang lebih kritikal. Apabila suhu pengendalian melebihi 75-80 darjah , untuk mengelakkan kakisan celah atau kakisan tegasan, aloi Gr29 yang mengandungi rutenium digunakan. Komponen yang biasa digunakan termasuk peranti angkat penggerudian pantai, paip penggerudian, sambungan tegasan tirus (TSJ) dan alat angkat bercampur titanium/keluli.
Bahagian titanium kecil seperti pam titanium, injap, sambungan, pengikat, lekapan dan alat ganti telah digunakan secara meluas pada platform pengeluaran minyak. Aloi titanium juga digunakan secara meluas dalam cangkerang penerokaan minyak luar pesisir asing dan instrumen pengesanan telaga.
Pembinaan pelabuhan
Bahan titanium mempunyai filem oksida dengan ketebalan tidak lebih daripada 10nm pada permukaannya. Ia sangat stabil dalam persekitaran yang menghakis dan mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik terhadap persekitaran udara, air laut dan marin. Ia kini merupakan bahan mentah yang boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai persekitaran marin. Jepun telah bersungguh-sungguh membangunkan lautan, seperti jambatan dari Honshu ke Shikoku, Tokyo Bay Crossing Road, Lapangan Terbang Kansai, dan pangkalan simpanan minyak terapung. Ujian pendedahan yang dijalankan oleh Kementerian Pembinaan Jepun dan Kelab Keluli di Sungai Oi dan pelbagai ujian pendedahan anti-karat yang dijalankan oleh Kementerian Pengangkutan dan Persatuan Cerucuk Paip Keluli di Jeti Pasir Hanyut Hasaki juga menunjukkan bahawa titanium adalah bahan yang sesuai. Sebagai tambahan kepada prestasi anti-karat yang sangat baik, titanium juga mempunyai kelebihan ion terlarut yang sangat sedikit dalam persekitaran air laut, dan tidak perlu risau tentang pencemaran alam sekitar. Jepun juga telah membina struktur marin terapung yang sangat besar, menggunakan bahan komposit keluli titanium di kawasan penyedutan air laut; dalam pembinaan Tokyo Bay Crossing Road, bahan titanium digunakan sebagai batang kalis percikan untuk tiang jambatan, dan jumlah titanium yang digunakan untuk setiap jeti jambatan ialah 0.9t. Bangunan marin terapung besar yang telah digunakan atau dirancang termasuk lapangan terbang, pangkalan logistik pelabuhan, kemudahan sukan, dll.
Stesen janakuasa pantai
Penggunaan menyeluruh air laut adalah salah satu projek penting dalam kejuruteraan marin. Pemeluwap stesen janakuasa pantai adalah peranti yang menggunakan sejumlah besar air laut. Titanium yang digunakan dalam stesen janakuasa pantai digunakan terutamanya dalam kondenser. Oleh kerana pemeluwap menggunakan air laut sebagai air penyejuk, dan air laut mengandungi sejumlah besar lumpur, bahan terampai, organisma marin dan pelbagai bahan menghakis, keadaan lebih serius dalam air masin segar di mana air laut dan air sungai silih berganti. Kondenser tradisional menggunakan tiub aloi kuprum, yang selalunya rosak teruk akibat pelbagai kakisan dalam air laut. Titanium mempunyai rintangan kakisan yang baik dalam air laut, terutamanya dalam air laut yang tercemar, dan hakisan berkelajuan tinggi dan rintangan kakisan terhadap air laut adalah sangat cemerlang.
Alat penyahgaraman air laut
"Air adalah sumber kehidupan." Pada masa ini, kekurangan sumber air telah menjadi masalah yang melanda dunia. Kira-kira 25% penduduk dunia tidak mempunyai sumber air minuman yang mencukupi. Sungai darat dan sumber air bawah tanah di dunia jauh daripada memenuhi keperluan pembangunan perindustrian. Oleh itu, pada masa hadapan, penyahgaraman air laut akan menjadi cara yang berkesan untuk manusia menyelesaikan sumber air tawar.
