海洋におけるチタン金属の応用

海洋におけるチタン金属の応用

1.深海潜水艇

最大潜水深度7000メートルの中国の蛟竜有人潜水艇は2002年に建造されました。熱水および生物採掘が完了し、有人深海潜水の新しい歴史的記録を作成し、初めて7000メートルを突破して最大に達しました。 7020メートルの深さ。 これは、蛟竜が多くの深海科学研究プロジェクトを収集して展開したことを意味します。 2012年6月24日、蛟竜は西太平洋のマリアナ海溝試験場で世界で最も深い潜水能力を備えた運用有人潜水艇となり、世界の海域の99.8％を占める広大な海域を自由に移動できるようになりました。 表2は、有人潜水艇の技術指標と性能指標の比較を示しています。

有人潜水艇の技術指標と性能指標の比較

2.海洋エネルギーの開発と利用

沿岸発電所や原子力発電所では、復水器は重要な大規模設備であり、冷却媒体は海水です。 伝統的に鋼と銅合金の材料で作られていますが、海水の耐食性が低く、耐用年数が短いです。 海水中、特に汚染された海水の作用下では、銅合金コンデンサーは孔食、孔食、応力腐食、疲労腐食を起こしやすく、機器の漏れを引き起こし、発電所の生産を停止させ、大きな経済的損失を引き起こします。 国内外での実践により、チタンが発電所のコンデンサーと熱交換器に最適な材料であることが証明されています。

ビンハイ発電所で使用されるコンデンサーには多くの利点があります。それは冷却媒体として海水を局所的に使用することができます。 優れた耐食性と長い耐用年数：高い熱交換効率と優れた経済的メリット。 高い安全性能、停止メンテナンス時間の短縮、高い生産効率など。

熱工学では、超電導モーターにも使用されています。 チタンは、非磁性、比強度が高く、耐熱性が低く、密度が低いという特徴があります。 それは最高の包括的な適応性を持っています。 非常に理想的な超電導ローター構造材料です。

3.潜水艦

チタン合金は、比強度が高く、可塑性と耐疲労性に優れ、耐海水腐食性、適切な成形性、溶接性、冷間および熱間加工性を備えており、海底シェル材料に適しています。 同時に、それは非磁性であり、磁性地雷による攻撃を受けにくいです。 チタン合金は音響透過係数が高く、ソナーデフレクターの製造に適しています。

ロシアは、全チタン製原子力潜水艦を建造する研究および製造技術の国際的リーダーであり、チタン合金を使用して耐圧船体を建造した最初の国でもあります。

4.深海宇宙ステーション

深海移動宇宙ステーションは、主に海洋の「天宮-1」として知られる海洋科学探査に使用されます。 宇宙ステーションの設置は、海面の厳しい風と波の環境によって制限されません。 深海域の操作ツールや装置を直接制御し、長期的かつ全天候型で、水中軍事工学の操作、資源探査、開発を行うことができます。 それは、水上プラットフォームとシャトル多機能有人潜水艇（ワークステーションと母船の間、輸送、保守、通信、および救命）。

米国、ロシア、中国を問わず、深海宇宙ステーションの建設は、チタンとチタン合金の主要材料のサポートと切り離せません。 深海宇宙ステーションの安全性、信頼性、優れた性能を確保するために、チタンおよびチタン合金材料を多数使用する必要があります。

5.海水淡水化

蒸留淡水化装置の腐食法則とチタンの利点に対する人々の理解が徐々に向上するにつれて、海水淡水化装置の伝熱管の材料選択は大幅に変更されました。 耐食性に優れたチタン伝熱管の使用が増えています。 特にマルチエフェクト蒸留（MED）ユニットでは、海水の分配によって比較的深刻に洗浄される伝熱管バンドルの上位3列にチタンがよく使用されます。

チタンのグレードとして最も広く使用されているのは、工業用純チタンTA1（GRL）とTA2（Gr2）です。 高温の海水ヒーターは、ta9（GR7、Ti PD）とTA10（Gr12、ti-0。3mo-0。7ni）を使用しています。 2つのブランドの耐食性は優れています。 TA1（GR1）TA2（Gr2）およびその他の工業用純チタンは、海水、天然水、およびさまざまな塩化物溶液中で特別な耐応力腐食性を備えています。

前述のように、チタンには、特に塩素に対して、軽量、高強度、耐食性、優れた耐熱性、および強力な信頼性という利点があります。 チタンが海水淡水化産業の用途にとって最も有望な材料の1つであることは間違いありません}。 チタン溶接管は海水淡水化装置で最も使用されており、主にヒーター、コンデンサー、蒸留器、蒸発器、熱交換器などで使用されています。ニッケル、アルミメッキ真鍮、銅ニッケル合金パイプは以前から使用されていました。 シームレスパイプと比較した腐ったパイプの明らかな利点（無制限のパイプ長、良好な肉厚均一性、高度な生産自動化、定期的な腐食のための薄肉チタン溶接パイプの使用など）により、明らかな利点が達成されました。 コストを節約できるだけでなく、熱交換係数を向上させることもできます。 短いチタン溶接、高い生産効率と高い歩留まり。