Die breitere Anwendung von Titanrohren eröffnet neue Möglichkeiten für die Entsalzungs- und Schiffbauindustrie!

Die Beständigkeit von Titan gegenüber Meerwasserkorrosion ist besser als bei allen anderen Metallen. Sowohl im statischen als auch im Hochgeschwindigkeitsfluss von Meerwasser weist Titan eine besondere Stabilität auf. Titan ist daher ein idealer Werkstoff für Entsalzungsanlagen. Die Zahl der Anwendungen von Titan in diesem Bereich wird zunehmen. Die Korrosionsbeständigkeit von Titan gegenüber Meerwasser und Meeresluft ist sehr stark, robust und leicht. Es ist das ideale Strukturmaterial für die Schiffbauindustrie und wird in vielen Teilen von Schiffen und Tiefsee-U-Booten häufig verwendet.
Gegenwärtig hat sich die Entsalzung auf mehr als 60 Länder und Regionen auf der ganzen Welt ausgeweitet. Auf der Welt gibt es mehr als 6 Millionen Entsalzungsanlagen, die Meerwasserentsalzungsleistung beträgt täglich etwa 35 Millionen Tonnen und die jährliche Rate liegt bei mehr als 10 %. im Anstieg. Die Entsalzung ist zu einer der besten Möglichkeiten geworden, das Problem der Wasserknappheit zu lösen. Derzeit sind die weltweit gängigsten Entsalzungsmethoden hauptsächlich die mehrstufige Flash-Methode (MSF), die Niedertemperatur-Mehreffektdestillation (LT-MED) und die Umkehrosmosemembranmethode (RO). Jede der drei Methoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, auch die Voraussetzungen und der Anwendungsbereich sind unterschiedlich. China wendet hauptsächlich LT-MED- und RO-Methoden an, und in den nächsten Jahren werden in China mehrere Entsalzungsprojekte gestartet. In den nächsten 3-5 Jahren wird die Meerwasserentsalzung viel Raum für Entwicklung haben.
Da die heutige Technologie für die großflächige Anwendung der Meerwasserentsalzung einen Kostenvorteil bietet, sind die Wasserkosten im Vergleich zur Süd-Nord-Wasserumleitung für Tonnen von Wasser geringer. Der Staat hat eine Reihe von Anreizen eingeführt, die in den nächsten 10 Jahren gelten Der Umfang der Meerwasserentsalzung wird fünfmal so groß sein wie bisher. Entsalzungsanlagen mit Titanlegierung statt Kupferlegierung sind der Zukunftstrend. Die vielfältigen Vorteile von Titan bestimmen die Zukunft im Bereich der weit verbreiteten Meerwasserentsalzungsrohre. Es wird erwartet, dass Chinas Nachfrage nach Meerwasserentsalzungsrohren aus Titan in den nächsten zehn Jahren etwa 9500-23520 Tonnen beträgt, die weltweite Nachfrage liegt bei etwa 140. 63-281.25 Millionen Tonnen. Obwohl die vorläufige Inlandsnachfrage nicht groß ist, die Inlandsnachfrage jedoch nur 1,6 % der gesamten internationalen Nachfrage ausmacht, kann man sagen, dass der Gesamtentwicklungsraum sehr groß ist.

Zunächst die Hauptmerkmale von Titanrohren für die Entsalzung:
1, niedrige Dichte, hohe spezifische Festigkeit (Festigkeit / spezifisches Gewicht)
Titanmetalldichte von 4,51 g/cm3, höher als Aluminium und niedriger als Stahl, Kupfer, Nickel. Die spezifische Festigkeit befindet sich jedoch in der Oberseite des Metalls und ist dreimal so hoch wie die von Edelstahl und 1,3-mal so hoch wie die von Aluminiumlegierungen.
2, gute Korrosionsbeständigkeit
Titan ist ein sehr aktives Metall, sein Gleichgewichtspotential ist sehr niedrig und es besteht eine thermodynamische Korrosionsneigung. Tatsächlich ist Titan jedoch in vielen Medien sehr stabil, so ist Titan im oxidierenden, neutralen und schwach reduzierenden Medium korrosionsbeständig. Dies liegt daran, dass Titan und Sauerstoff eine große Affinität zu Luft oder sauerstoffhaltigen Medien haben. Die Titanoberfläche erzeugt eine Schicht aus dichtem, stark haftendem und großem inertem Oxidfilm, der das Titansubstrat vor Korrosion schützt. Auch durch mechanische Abnutzung kommt es bald zu einer Selbstheilung bzw. Regeneration. Dies zeigt, dass Titan ein Metall mit einer starken Passivierungsneigung ist. Der Oxidfilm von Titan behält diese Eigenschaft bei Temperaturen bis zu 315 Grad.
3, gute Wärmeübertragungsleistung
Obwohl die Wärmeleitfähigkeit von Titanmetall höher ist als die von Kohlenstoffstahl und Kupfer, kann aufgrund der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit von Titan die Wandstärke erheblich reduziert werden und die Oberfläche der Wärmeübertragung mit dem Dampf für die Tropfkondensation verringert werden, wodurch die Wärmegruppe verringert wird. Auch die nicht verzundernde Oberfläche kann den Wärmewiderstand verringern, so dass die Leistung von Titan bei der Wärmeübertragung deutlich verbessert wird.
4, gute Hitzebeständigkeit
Die neue Titanlegierung kann bei einer Temperatur von 600 Grad oder höher lange verwendet werden.
5, gute chemische Beständigkeit gegenüber niedrigen Temperaturen
Titanlegierung TA7 (Ti-5Al-2.5Sn), TC4 (Ti-6Al-4V) und Ti-2.5Zr-1 .5Mo und andere Niedertemperatur-Titanlegierungen zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Festigkeit mit sinkender Temperatur zunimmt, die Plastizitätsänderung jedoch nicht signifikant ist.
6, Zugfestigkeit und ihre Streckgrenze
Diese Eigenschaft zeigt, dass das Streckgrenzenverhältnis (Zugfestigkeit / Streckgrenze) hoch ist, was darauf hinweist, dass das Titanmetallmaterial beim Formen eine schlechte plastische Verformung aufweist. Aufgrund des großen Verhältnisses von Streckgrenze zu Elastizitätsmodul von Titan ist die Rückprallkapazität des Titanformteils gegeben.
Zweitens wird die Entsalzungsausrüstung im Titanrohr nach und nach das ursprüngliche Kupferlegierungsrohr ersetzen. Im Vergleich zu den beiden hat das Titanrohr die folgenden Vorteile:
1, Titanrohr mit weniger Material. Unter den gleichen Betriebsbedingungen ist die Wandstärke des Titanrohrs dünner und die Rohrdosierung geringer. Im Allgemeinen beträgt die Wandstärke von Kupferlegierungsrohren 0,9 mm-1,2 mm; mit Titanrohr anstelle korrosiver kleiner Stellen, verfügbare Wandstärke von 0,5 mm dünnwandiges Rohr.

2, Titanrohr mit guter Wärmeleitfähigkeit. Titan-Wärmeleitfähigkeit von 17 W/(m – k), Aluminium-Messing für LOW/(m – k), 70/30 Kupfer für 29 W/(m – k), Titan-Wärmeleitfähigkeit am kleinsten. Aber durch die Verwendung von dünnwandigen Titanrohren ist die Wärmeleitfähigkeit zwar schlechter als bei Aluminiummessing, aber vergleichbar mit 90/10 Kupfer, als 70/30 Kupfer.
3, Titanrohr ist kostengünstiger. Die Preise für Titanrohre können mit Kupferlegierungsrohren konkurrieren, da die Titanrohre eine geringe Dichte haben, die gleiche Wandstärke haben und die gleiche Länge haben. Die Qualität der Titanrohre beträgt nur 50 % der Kupferlegierungsrohre, wenn die Wandstärke des Titanrohrs 50 % beträgt. Beim Kupferlegierungsrohr beträgt die gleiche Wärmeübertragungsfläche wie beim Titanrohr. Die Qualität des Kupferlegierungsrohrs beträgt nur 1/4. Das Titanrohr ist preislich wettbewerbsfähig.
4, die Lebensdauer des Titanrohrs ist länger. Da Meerwasser oft mit Sedimenten vermischt wird, werden Meereslebewesen, die an den Wärmeübertragungsrohren und Rohrenden befestigt sind, das Kupferlegierungsrohr erodieren, und Kupferlegierungen unterliegen auch der Meerwasserkorrosion von Br-. Bei Titanrohren tritt dieses Problem nicht auf, insbesondere um Bakterien im Meerwasser abzutöten, muss Sauerstoff injiziert werden, und es ist eine gute Korrosionsbeständigkeit des Titanrohrs erforderlich.
Drittens die Entwicklung und Anwendung ausländischer Titanmaterialien
Hitachi, Mitsubishi und Toshiba produzieren Kraftwerkskondensatoren, verwenden dicke {{0}},5 mm dicke geschweißte Titanrohre, Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui und Kobe Steel und andere Unternehmen produzieren Meerwasserentsalzungsgeräte, die Verwendung von 0,5 mm - 0,7 mm dicken geschweißten Titanrohren. Bis 1983, also in 16 Jahren, hat Japan 4.038 Tonnen dünnwandige geschweißte Titanrohre produziert, die in Entsalzungsanlagen auf der ganzen Welt verwendet werden, und bisher gab es keine Schäden durch Meerwasserkorrosion.
(1) Belüftungskondensator und Strahldruckhalter
Die eigentliche Meerwasserentsalzungsanlage in Japan ist eine Meerwasserentsalzungsanlage mit einer Leistung von 2650 t/d, die 1967 von Matsushima Carbon Mining Co. gebaut wurde. Die Wärmeübertragungsrohre und Rohrplatten des Belüftungskondensators und des Strahlkompressors der Anlage konnten aus Gründen nicht aus einer Kupferlegierung hergestellt werden Korrosion durch Br- in Meerwasser ausgesetzt, und nach dem Ersetzen durch Titan ist kein korrosionsbedingter Ausfall aufgetreten.
(2) Kondensator des Wärmeabgabeabschnitts
Mehrstufiger Flash-Kondensator verwendet Meerwasser als Kühlwasser, Kühlwasserdampf wird auf allen Ebenen der Flash-Kammer erzeugt, da Meerwasser oft mit Sedimenten vermischt wird, Meereslebewesen, sie sind an den Wärmeübertragungsrohren und Rohrenden befestigt, Erosion von Kupfer Legierungsrohr. Daher verwenden heutzutage fast alle Entsalzungsanlagen vom Typ MSF Titanrohre am Wärmeübertragungskondensator. Insbesondere wenn Sauerstoff injiziert werden muss, um Bakterien im Meerwasser abzutöten, ist es notwendig, Titanrohre mit guter Korrosionsbeständigkeit zu verwenden.
(3) Kondensator des Wärmerückgewinnungsabschnitts
Die Wärmeübertragungsfläche des Kondensators der Wärmerückgewinnungsabteilung ist groß. Aus wirtschaftlichen Gründen werden heute normalerweise Rohre aus Kupferlegierungen verwendet, und nur in besonderen Fällen werden Titanrohre verwendet, z. B. wenn das Medium Ammoniak oder Schwefelwasserstoff und andere Schadstoffe enthält, die zur Korrosion der Kupferlegierung führen intensiv. 1977 wurde das 3600t/d MSF-Entsalzungsgerät nach Deutschland exportiert, da es sich um Ammoniak-Zusatzgeräte handelt, die keine Kupferlegierung, sondern Titan verwenden können; aufgrund der Korrosion von Schwefelsäure und Sauerstoff. Aufgrund der Korrosion von Sauerstoffsulfid-Entsalzungsanlagen mit 3120 t/dMSP in Peru kam es nach einem Jahr Gebrauch zur Korrosion von Aluminium- und Messingrohren, und schließlich wurden alle Wärmeübertragungsrohre durch Titanrohre ersetzt.
Es wird berichtet, dass die tägliche Leistung von 100 Tonnen Entsalzungsanlagen mit Titanrohren bis zu 60,000 beträgt. Von 1967 bis 1994 wurden in fast 30 Jahren insgesamt 52 Sätze von Kondensatoren zur thermischen Stromerzeugung und 7 Sätze von Entsalzungsanlagen produziert, insgesamt 11.{9}}t geschweißte Titanrohre.
Viertens, Schiffbauindustrie
Mit der Entwicklung der Gesellschaft wird der Bedarf der Menschheit an natürlichen Ressourcen sowie die Entwicklung und Nutzung der Meeresressourcen immer wichtiger. Man sagt, das 21. Jahrhundert sei das Jahrhundert der Meeresentwicklung.
Die Entwicklung des Ozeans erfordert eine Vielzahl von Geräten, und jede Ausrüstung zur Erreichung dieser Funktion hängt von der Materialtechnologie ab. Titan verfügt über Eigenschaften, die an die Meeresumwelt angepasst sind, wie z. B. Korrosionsbeständigkeit, Nichtmagnetisierung, umfassende mechanische Eigenschaften und Bearbeitbarkeit usw., und ist ein natürliches Strukturmaterial für Schiffsausrüstung. Diese Eigenschaften von Titan stellen für die Forschung und Entwicklung neuer Schiffsprodukte sowie Maschinen und Geräte für den Schiffsbau eine wichtige Materialtechnologieplattform dar, sodass Titan ab Ende der 1950er Jahre nicht nur im Bereich der Schiffs- und Schiffstechnik eingesetzt wird, sondern sich nicht nur schrittweise erweitert. aber auch die Menge an erhöht.

Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat die chinesische Schiffbauindustrie nach langjähriger angewandter Forschung ein technisches System aus Titanlegierungsmaterialien für den Schiffbau entwickelt. In dieser Branche werden metallurgische Halbzeuge aus Titan hauptsächlich in Blechen, Schmiedestücken, Gussteilen, Drähten und Rohren mit unterschiedlichen Spezifikationen verwendet, wobei Bleche mit einem Anteil von mehr als 70 % den größten Anteil haben, gefolgt von Schmiedestücken , etwa 15 %, Gussteile 12 % und der Rest sind Drähte und Rohre. Um die Bauqualität von Schiffen und Schiffstechnikgeräten sicherzustellen, sind verschiedene Arten unterschiedlicher Titanisotropie-, Gewebemorphologie- und Korngrößenmoderation, Plattenherstellung, Biegen, Stanzen, Schweißen, Schmieden und Gussvorbereitung sowie Herstellungsprozesstechnologie der Schlüssel Darüber hinaus zeigt die inländische Forschungs- und Entwicklungserfahrung mit Titanlegierungen für den Schiffsbau auch, dass bei einem neuen Titanlegierungsmaterial für Schiffsprodukte eine groß angelegte Struktursimulation des Validierungstests durchgeführt werden muss, um seine Verwendbarkeit zu prüfen und das entsprechende Titanlegierungsmaterial festzulegen Struktur des Schiffes, die Struktur des Beim Bau des Schiffes muss Titanlegierungsmaterial für die Schiffsprodukte verwendet werden. Um seine Verwendbarkeit zu prüfen und die entsprechende experimentelle Technologie zu etablieren.
Aufgrund des breiten Einsatzspektrums von Marinetitan sind neben den Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit im Meeresumfeld weitere Forschungsschwerpunkte: ① hohe Leistungsfähigkeit (hohe Festigkeit, Schlagzähigkeit, Ermüdungsbeständigkeit), hohe Funktionalität (hohe Schallübertragung), und sich an die Umgebungsbedingungen anpassen; ② Anpassungsfähigkeit des Materialkonstruktionsprozesses, Verwendung von Sicherheit und Zuverlässigkeit; ③ Sorten / Spezifikationen Serie, das unterstützende Material (z. B. das entsprechende Drahtmaterial), Praktikabilität; niedrige Kosten. Niedrige Kosten. In der Schiffs- und Schiffstechnik ist es wichtig, sich auf seine Leistung und Qualität zu verlassen, aber auch darauf zu achten, ob der Preis akzeptabel ist. Niedrige Kosten sind die aktuellen Titanlegierungsmaterialien und der Herstellungsprozess für die Schifffahrt. Dies ist ein wichtiges Ziel der Forschung und der niedrigen Kosten im In- und Ausland Die Forschung zu Titanlegierungen ist recht aktiv.