L'application du titane métallique dans la marine

L'application du titane métallique dans la marine

1. Submersible en haute mer

Le submersible habité chinois Jiaolong, avec une profondeur de plongée maximale de 7 000 mètres, a été construit en 2002. L'extraction hydrothermale et biologique a été achevée, créant avec succès un nouveau record historique de plongée profonde habitée, franchissant 7 000 mètres pour la première fois et atteignant un maximum profondeur de 7020 mètres. Cela signifie que Jiaolong a rassemblé et déployé un certain nombre de projets de recherche scientifique en haute mer. Le 24 juin 2012, Jiaolong est devenu le submersible habité opérationnel avec la capacité de plongée la plus profonde au monde dans la zone d'essai de Mariana Trench du Pacifique occidental, et peut se déplacer librement dans la vaste zone maritime représentant 99,8% de la zone océanique mondiale. Le tableau 2 montre la comparaison des indices techniques et des indices de performance des submersibles habités.

Comparaison des indicateurs techniques et de performance des submersibles habités

2. Développement et utilisation de l'énergie océanique

Dans les centrales électriques côtières et les centrales nucléaires, le condenseur est un équipement important à grande échelle et le fluide de refroidissement est l'eau de mer. Il est traditionnellement composé d'acier et d'alliage de cuivre, mais il a une faible résistance à la corrosion par l'eau de mer et une courte durée de vie. Dans l'eau de mer, en particulier sous l'action de l'eau de mer polluée, le condenseur en alliage de cuivre est sujet à la corrosion par piqûres, à la corrosion par piqûres, à la corrosion sous contrainte et à la corrosion par fatigue, entraînant des fuites d'équipements, obligeant la centrale à arrêter la production et causant de lourdes pertes économiques. La pratique à la maison et à l'étranger a prouvé que le titane est le matériau le plus approprié pour le condenseur et l'échangeur de chaleur de la centrale électrique.

le condenseur utilisé dans la centrale électrique de Binhai présente de nombreux avantages : il peut utiliser localement l'eau de mer comme moyen de refroidissement ; Bonne résistance à la corrosion et longue durée de vie : efficacité élevée d'échange de chaleur et bons avantages économiques ; Performances de sécurité élevées, temps de maintenance réduit, efficacité de production élevée, etc.

En génie thermique, il est également utilisé dans les moteurs supraconducteurs. Le titane a les caractéristiques d'une résistance spécifique non magnétique, élevée, d'une résistance à basse température et d'une faible densité. Il a la meilleure adaptabilité globale. C'est un matériau structurel de rotor supraconducteur très idéal.

3. Sous-marin

L'alliage de titane a une résistance spécifique élevée, une bonne plasticité et résistance à la fatigue, une résistance à la corrosion par l'eau de mer, une formabilité appropriée, une soudabilité et une ouvrabilité à froid et à chaud, ce qui convient aux matériaux de coque sous-marins ; En même temps, il n'est pas magnétique et il n'est pas facile d'être attaqué par des mines magnétiques. L'alliage de titane a un coefficient de transmission acoustique élevé et convient à la fabrication de déflecteurs de sonar.

La Russie est un leader international dans la recherche et la technologie de fabrication de sous-marins nucléaires entièrement en titane, et c'est également le premier pays à construire des coques résistantes à la pression avec des alliages de titane.

4. Station spatiale en haute mer

La station spatiale mobile en haute mer sera principalement utilisée pour l'exploration scientifique marine, connue sous le nom de "Tiangong-1" dans l'océan. L'établissement de la station spatiale n'est pas limité par l'environnement rude du vent et des vagues à la surface de la mer. Il peut contrôler directement les outils et dispositifs d'opération dans la zone de haute mer à long terme et par tous les temps, et effectuer des opérations d'ingénierie militaire sous-marine, l'exploration et le développement des ressources. Il formera un système d'exploitation en haute mer tridimensionnel de "un principal et deux auxiliaires" avec la plate-forme de surface et la navette submersible habitée multifonctionnelle (entre le poste de travail et le navire-mère, avec les fonctions de transport, maintenance, communication et sauver des vies).

Peu importe les États-Unis, la Russie ou la Chine, la construction de sa station spatiale en haute mer est indissociable du support des matériaux clés en titane et alliage de titane. Pour assurer la sécurité, la fiabilité et les performances supérieures de la station spatiale en eau profonde, un grand nombre de matériaux en titane et alliages de titane doivent être utilisés.

5. Dessalement de l'eau de mer

Avec l'amélioration progressive de la compréhension des gens de la loi de corrosion de l'unité de dessalement par distillation et des avantages du titane, le choix du matériau du tube de transfert de chaleur dans l'unité de dessalement d'eau de mer a considérablement changé. Le tube de transfert de chaleur en titane avec une excellente résistance à la corrosion a commencé à être de plus en plus utilisé. En particulier dans l'unité de distillation à effets multiples (MED), le titane est souvent utilisé dans les trois rangées supérieures du faisceau de tubes de transfert de chaleur qui sont relativement sérieusement lavés par la distribution d'eau de mer.

Pour le grade de titane, les plus utilisés sont le titane pur industriel TA1 (GRL) et TA2 (Gr2). Le chauffe-eau de mer à température plus élevée utilise ta9 (GR7, Ti PD) et TA10 (Gr12, ti-0.3mo-0.7ni). Les deux marques ont une meilleure résistance à la corrosion. TA1 (GR1) TA2 (Gr2) et d'autres titanes purs industriels ont une résistance spéciale à la corrosion sous contrainte dans l'eau de mer, l'eau naturelle et diverses solutions de chlorure.

Comme mentionné ci-dessus, le titane présente les avantages d'un poids léger, d'une résistance élevée, d'une résistance à la corrosion, d'une bonne résistance à la chaleur et d'une grande fiabilité, en particulier pour le chlore. Il ne fait aucun doute que le titane est l'un des matériaux les plus potentiels} pour l'application de l'industrie de dessalement de l'eau de mer. Le tuyau soudé au titane est le plus utilisé dans les équipements de dessalement d'eau de mer, qui sont principalement utilisés dans les appareils de chauffage, les condenseurs, les distillateurs, les évaporateurs, les échangeurs de chaleur, etc. Des tuyaux en nickel, en laiton aluminisé et en alliage cuivre-nickel ont déjà été utilisés. En raison des avantages évidents des tuyaux pourris par rapport aux tuyaux sans soudure, tels qu'une longueur de tuyau illimitée, une bonne uniformité d'épaisseur de paroi, un degré élevé d'automatisation de la production et l'utilisation de tuyaux soudés en titane à paroi mince pour la corrosion périodique, des avantages évidents ont été obtenus. Cela peut non seulement réduire les coûts, mais également améliorer le coefficient d'échange de chaleur. Soudage au titane court, efficacité de production élevée et rendement élevé.