L'uso di tubi in titanio nella desalinizzazione dell'acqua di mare

1. Bassa densità ed elevata resistenza specifica (resistenza/peso specifico)

2. Buona resistenza alla corrosione

Il titanio è un metallo molto attivo con basso potenziale di equilibrio nella media e alta tendenza alla corrosione termodinamica. Ma in realtà, il titanio è stabile e resistente alla corrosione in una varietà di mezzi come mezzi ossidanti, neutri e debolmente riducenti. Questo perché il titanio ha una forte affinità con l'ossigeno. Nei mezzi contenenti aria o ossigeno, sulla superficie del titanio si forma una pellicola di ossido densa, appiccicosa e inerte per proteggere la matrice di titanio dalla corrosione. Può ripararsi o rigenerarsi rapidamente anche a causa dell'usura meccanica. Ciò dimostra che il titanio è un metallo con una forte tendenza alla passivazione. Quando la temperatura media è inferiore a 315 gradi, il film di ossido di titanio mantiene sempre questa caratteristica.

3. Buone prestazioni di scambio termico

Sebbene il titanio metallico abbia una conduttività termica inferiore rispetto all'acciaio al carbonio e al rame, il suo spessore delle pareti può essere notevolmente ridotto grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione. Inoltre, il trasferimento di calore tra la superficie e il vapore avviene sotto forma di condensazione di goccioline, riducendo così la massa termica. La superficie priva di noduli riduce inoltre la resistenza termica e migliora significativamente le proprietà di trasferimento del calore del titanio.

4. Buona resistenza al calore

Le nuove leghe di titanio possono essere utilizzate per lunghi periodi a temperature di 600 gradi o superiori.

5. Buona resistenza alle basse temperature nell'ingegneria chimica

Leghe di titanio a bassa temperatura rappresentate dalle leghe di titanio TA7 (Ti-5AI-2.5Sn), TC4 (Ti-6AI-4V) e Ti{{8} }Zr-1.5Mo aumenta di forza al diminuire della temperatura, ma la forza non cambia .

6. Resistenza alla trazione e resistenza allo snervamento

Questa proprietà indica che il suo rapporto di resistenza allo snervamento (resistenza alla trazione/resistenza allo snervamento) è elevato, indicando che i materiali metallici di titanio hanno una scarsa capacità di deformazione plastica durante il processo di formatura. Poiché il rapporto tra il limite di snervamento del titanio e la sua modalità elastica è elevato, la risposta elastica del titanio una volta formato è maggiore.

Vantaggi della desalinizzazione dell'acqua di mare

I tubi in titanio nelle apparecchiature di desalinizzazione sostituiranno gradualmente gli altri precedenti materiali per tubi metallici. Rispetto ai due, tubo in titanio

presenta i seguenti vantaggi:

1. L'uso di tubi in titanio è limitato. Alle stesse condizioni operative, lo spessore delle pareti dei tubi in titanio è più sottile e viene utilizzato meno materiale del tubo. Generalmente, lo spessore della parete dei tubi in lega di rame è 0,9 mm-1,2 mm; può essere sostituito da tubi in titanio e può essere utilizzato in aree con bassi livelli di corrosione. Utilizzare tubi a parete sottile con uno spessore di 0,5 mm.

2. Il tubo in titanio ha una buona conduttività termica. La conduttività termica del titanio è 17 W/(mk), quella dell'ottone alluminio è 100 W/(mk) e quella del rame bianco 70/30 è 29 W/(mk). Il titanio ha la conduttività termica più bassa. Tuttavia, quando si utilizzano tubi in titanio a parete sottile, sebbene la conduttività termica del conduttore sia peggiore di quella dell'ottone-alluminio, è equivalente al rame bianco 90/10 e migliore del rame bianco 70/30.

3. I tubi in titanio sono più convenienti. Il prezzo dei tubi in titanio è competitivo con i tubi in lega di rame. A causa della bassa densità del titanio, la massa dei tubi in titanio con lo stesso spessore e lunghezza della parete è solo il 50% di quella dei tubi in lega di rame. Quando lo spessore della parete del tubo in titanio è pari al 50% di quello del tubo in lega di rame, la massa del tubo in titanio con la stessa area di trasferimento del calore è solo 1/4 del tubo in lega di rame.

4. I tubi in titanio hanno una durata maggiore. Poiché i sedimenti e gli organismi marini nell'acqua di mare sono spesso mescolati, aderiscono ai tubi di trasferimento del calore e alle loro estremità, corrodendo i tubi in lega di rame. Anche le leghe di rame verranno corrose dal Br-in dell'acqua di mare. I tubi in titanio non hanno questo difetto. Soprattutto quando è necessario iniettare ossigeno per uccidere i batteri presenti nell’acqua di mare, sono necessari tubi in titanio resistenti alla corrosione.

I condensatori delle centrali elettriche prodotti da Hitachi, Mitsubishi, Toshiba e altre società utilizzano tubi saldati in titanio spessi {{0}},5 mm, mentre i dispositivi di desalinizzazione dell'acqua di mare prodotti da Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui, Kobe Steel e altre società utilizzano 0 Tubi saldati in titanio spessi 0,5 mm. Tubo saldato in titanio spesso 0,5 mm-0,7 mm. Nel 1983, in 16 anni il Giappone ha prodotto in tutto il mondo 4.038 tubi saldati in titanio a parete sottile per apparecchiature di desalinizzazione dell'acqua di mare e finora non si è verificato alcun danno causato dalla corrosione dell'acqua di mare.

(1) Condensatore di ventilazione e compressore d'iniezione

La vera attrezzatura per la desalinizzazione dell'acqua di mare in Giappone è l'attrezzatura per la desalinizzazione dell'acqua di mare 2650td costruita da Matsushima Carbon Co., Ltd. nel 1967. Il compressore di iniezione di questa attrezzatura non può essere realizzato in lega di rame. Dopo il passaggio alla lega di titanio non si sono verificati cedimenti dovuti alla corrosione.

(2)Condensatore esotermico

Il condensatore flash multistadio utilizza l'acqua di mare come acqua di raffreddamento per raffreddare il vapore acqueo generato nelle camere di flash in ogni fase. Poiché l'acqua di mare è spesso mescolata con sedimenti e organismi marini, questi aderiscono ai tubi di trasferimento del calore e alle estremità dei tubi e corrodono i tubi in lega di rame. Al giorno d'oggi, quasi tutti i condensatori di trasferimento di calore delle apparecchiature di desalinizzazione MSF utilizzano tubi in titanio. Soprattutto quando è necessario iniettare ossigeno per uccidere i batteri presenti nell’acqua di mare, sono necessari tubi in titanio resistenti alla corrosione.

(3)Condensatore per il recupero del calore

Il condensatore del recuperatore di calore ha un'ampia superficie di scambio termico. Per ragioni economiche si utilizzano solitamente tubi in lega di rame, mentre solo in occasioni particolari vengono utilizzati tubi in titanio. I mezzi contenenti contaminanti come ammoniaca o idrogeno solforato possono causare grave corrosione alle leghe di rame. L'unità di desalinizzazione dell'acqua di mare di MSF da 3600 t/giorno esportata in Germania nel 1977 utilizzava la lega di titanio invece della lega di rame come attrezzatura ausiliaria per l'ammoniaca; a causa della corrosione da solfuro di ossigeno, la corrosione del tubo di alluminio e ottone dell'apparecchiatura di desalinizzazione dell'acqua di mare peruviana 3120t/dMSP si è verificata dopo un anno di utilizzo. caso. Infine, tutti i tubi di trasferimento del calore sono stati sostituiti con tubi in titanio.

Secondo i rapporti, un impianto di desalinizzazione con una produzione giornaliera di 100 tonnellate utilizza 60,000 tubi di titanio. Nei 30 anni dal 1967 al 1994, sono stati prodotti un totale di 52 set di condensatori per la produzione di energia e 7 set di apparecchiature per la desalinizzazione dell'acqua di mare, e sono stati utilizzati un totale di 11,000 tonnellate di tubi saldati in titanio.

Società quotate nazionali coinvolte nella produzione di tubi in titanio o tubi in titanio per la desalinizzazione dell'acqua di mare:

Panzhihua Iron and Steel Vanadium Titanium (che ha le maggiori riserve nazionali di risorse di titanio e produce materiali e concentrati di titanio) beneficerà della futura domanda di titanio su larga scala e della produzione di materiale di titanio;

Jiuli Special Materials (17 50,-0.30,-1.69%) (produzione annua di 1,000 tonnellate di tubi in titanio per la desalinizzazione dell'acqua di mare) ha beneficiato del graduale applicazione di tubi in titanio per la dissalazione dell'acqua di mare;

Baoti Co., Ltd. (25.53, -0.26, -1.01%) (leader nei materiali in titanio) ha una forza globale leader nei materiali in titanio e nei tubi in titanio e trarrà vantaggio dal rapido sviluppo del settore in futuro.

Con lo sviluppo della società, la domanda di risorse naturali continua ad aumentare e lo sviluppo e l’utilizzo delle risorse marine hanno ricevuto un’attenzione crescente. Alcuni dicono che il 21° secolo è il secolo dello sviluppo degli oceani.

Lo sviluppo dell’oceano richiede una varietà di attrezzature e la realizzazione di qualsiasi funzione delle attrezzature dipende dalla tecnologia dei materiali. Il materiale in titanio è resistente alla corrosione, non magnetico, ha proprietà meccaniche elevate e complete, è lavorabile ed è adatto per ambienti marini. È un materiale strutturale naturale per l'attrezzatura navale. Queste caratteristiche dei materiali in titanio forniscono un’importante piattaforma tecnologica dei materiali per lo sviluppo di nuovi prodotti navali e macchinari e attrezzature per l’ingegneria navale. Pertanto, dalla fine degli anni ’50, l’applicazione dei materiali in titanio nella costruzione navale e nell’ingegneria navale si è gradualmente ampliata sia in termini di portata che di quantità.

Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, l'industria della costruzione navale del mio paese ha formato un sistema tecnico di materiali in lega di titanio per le navi dopo una ricerca applicativa a lungo termine. In questo settore, i semilavorati metallurgici del titanio vengono utilizzati principalmente in varie specifiche di piastre, pezzi fucinati, pezzi fusi, vergelle, tubi, ecc. Tra questi, le piastre rappresentano la quantità maggiore, rappresentando oltre il 70%, seguite dai pezzi fucinati , pari a circa il 15%, e i getti pari al 12%. Ci sono fili e tubi. Al fine di garantire la qualità costruttiva delle navi e delle attrezzature di ingegneria navale, sono necessarie l'isotropia, la struttura moderata e la dimensione dei grani di varie specifiche di materiali in titanio, la produzione di lastre, la piegatura, la formatura per stampaggio, la saldatura, la preparazione di forgiature e fusioni e la tecnologia del processo di produzione. . . Inoltre, a causa della sua vasta gamma di usi, i materiali in titanio per navi non solo devono essere resistenti alla corrosione in ambienti marini, ma hanno anche altre priorità di ricerca: ① elevate prestazioni (elevata resistenza, tenacità agli urti, resistenza alla fatica), elevate funzionalità (elevata trasmissione del suono) e adattabilità alle condizioni ambientali ② Il processo di costruzione del materiale ha una forte adattabilità ed è sicuro e affidabile da usare; ③ Serializzazione di varietà/specifiche, materiali di supporto (come i corrispondenti materiali del filo di saldatura), praticità; Basso costo. L'ingegneria marina e navale non dipende solo dalle sue prestazioni e qualità, ma anche dalla sua convenienza. Il basso costo è un obiettivo importante dell’attuale ricerca sui materiali in lega di titanio e sui processi di produzione per le navi.