A mesura que la indústria de l'energia marina continua expandint-se i les tecnologies d'exploració i desenvolupament de-mars profunds continuen avançant, l'enginyeria marina s'està movent cada cop més cap a aigües més profundes, un major rendiment i un funcionament més intel·ligent.
En comparació amb les aplicacions d'enginyeria marina tradicional, els equips marins emergents sovint funcionen en entorns més exigents, com ara la corrosió de l'aigua de mar, l'alta pressió, l'exposició a llarg termini -i l'accés limitat per al manteniment. Aquestes condicions exigeixen més resistència a la corrosió, resistència, reducció de pes, durabilitat i fiabilitat-a llarg termini.
Per tant, per als enginyers i fabricants d'equips, seleccionar el material adequat és cada cop més important.Titani i aliatges de titaniestan cridant cada cop més l'atenció perquè combinen una excel·lent resistència a la corrosió de l'aigua de mar amb una alta relació de resistència{0}}--pes i una llarga vida útil.
1. Aplicacions emergents del titani en enginyeria marina
Energia eòlica marina
Les turbines eòliques en alta mar i els seus sistemes de suport estan exposats a alts nivells d'esprai de sal, humitat i corrosió marina durant llargs períodes de funcionament. L'entorn de corrosió és considerablement més exigent que el dels parcs eòlics terrestres.
Depenent del disseny de l'equip i les condicions de funcionament, es poden utilitzar titani i aliatges de titani en components crítics seleccionats, com arabrides, fixacions de titani, cargols de connexió,sistemes de refrigeració i intercanviadors de calor d'aigua de mar.
Per a equips offshore situats lluny de la costa, on la inspecció i el manteniment d'emergència poden ser extremadament difícils, la resistència a la corrosió estable del titani pot ajudar a millorar la fiabilitat durant tota la vida útil de l'equip.
Si esteu seleccionant titani per a equips offshore,Titani grau 2Val la pena tenir en compte especialment on una excel·lent resistència a la corrosió i una bona fabricabilitat són més importants que la màxima resistència.Titani grau 12també es pot considerar per a aplicacions que requereixen una resistència millorada i una resistència a la corrosió millorada en entorns marins exigents.
Producció offshore d'hidrogen
Amb el ràpid desenvolupament de la indústria global de l'hidrogen verd, la producció d'hidrogen basada en energies renovables en alta mar i recursos d'aigua de mar està rebent una atenció creixent.
Alguns components de l'electrolitzador utilitzats per a l'electròlisi d'aigua de mar funcionen en entorns altament corrosius i electroquímicament exigents. Per tant, aquests sistemes requereixen materials amb una excel·lent resistència a la corrosió i un rendiment fiable a llarg termini-.
Depenent del disseny específic de l'equip i les condicions de funcionament, el titani es pot utilitzar per a components estructurals i funcionals seleccionats en sistemes d'electròlisi d'aigua de mar.
El titani ja s'ha investigat per a aplicacions d'electròlisi d'aigua de mar. Per exemple, la investigació del Departament d'Energia dels Estats Units sobre l'electròlisi de l'aigua de la membrana d'intercanvi d'anions va examinar els camps de flux de titani per al funcionament de l'aigua de mar, destacant el potencial del material en les tecnologies emergents d'hidrogen.
Mineria-de fons marí
Els equips de mineria-de fons marí funcionen en entorns que combinen pressió hidrostàtica extremadament alta, corrosió de l'aigua de mar, condicions abrasives i impactes mecànics.
Els equips que funcionen a diversos milers de metres sota el nivell del mar requereixen materials estructurals que puguin oferir resistència a la corrosió, resistència mecànica adequada, baix pes i fiabilitat-a llarg termini.
Per a aquestes aplicacions, els aliatges de titani estan rebent una atenció creixent com a materials potencials per a components seleccionats d'equips submarins i de mineria-altura.
A mesura que avança el desenvolupament dels recursos-marins profunds, la selecció del material serà cada cop més important per reduir els requisits de manteniment i millorar la fiabilitat dels equips.
Robots submarins
Els ROV (vehicles operats a distància) i els AUV (vehicles submarins autònoms) són cada cop més importants per a l'exploració-del mar profund, la inspecció en alta mar, el manteniment submarí, la investigació científica i el desenvolupament de recursos.
Quan es dissenya un vehicle submarí per a un funcionament-a llarg termini en aigua de mar oa profunditats importants, els enginyers han d'equilibrar la força, el pes, la resistència a la corrosió, la resistència a la pressió i la vida útil.
El titani i els aliatges de titani es poden utilitzar en components seleccionats, com ara:
Carcassa de robot subaquàtic
Recipients a pressió i carcasses a pressió
Components estructurals
Connectors i fixacions
Càrrega-components del coixinet
Equips-exposats a l'aigua de mar
La densitat relativament baixa del titani en comparació amb molts materials d'enginyeria{0}}d'alta resistència pot contribuir a la reducció de pes, mentre que la seva alta resistència específica i la seva excel·lent resistència a la corrosió de l'aigua de mar el fan atractiu per a aplicacions submarines exigents.
2. Tendències de desenvolupament del titani en enginyeria marina
A mesura que l'enginyeria marina continua avançant cap a aigües més profundes, equips més grans i aplicacions d'energia renovable, els requisits dels materials estan evolucionant més enllà de la resistència bàsica a la corrosió.
A l'hora de seleccionar materials per a equips marins-de propera generació, els enginyers han de considerar cada cop més una combinació de:
Alta resistència + resistència a la corrosió + disseny lleuger + llarga vida útil + baix manteniment + cost del cicle de vida
El titani i els aliatges de titani tenen un potencial important en les àrees següents.
En primer lloc, equips de petroli i gas en alta mar més grans i més profunds
A mesura que el desenvolupament de petroli i gas a alta mar avança cap a aigües més profundes i entorns operatius cada cop més complexos, la demanda d'aliatges de titani d'alta-resistència, gran-diàmetre i -resistents a la corrosió- pot continuar creixent.
Per als equips que operen en entorns d'aigua de mar agressius, el titani pot oferir una alternativa als materials convencionals on la llarga vida útil i la resistència a la corrosió són fonamentals.
En segon lloc, l'expansió continuada de la dessalació d'aigua de mar
A mesura que l'escassetat d'aigua esdevé una preocupació creixent a moltes regions, s'espera que la capacitat de dessalinització global continuï expandint-se.
Per als dissenyadors i compradors d'equips de dessalinització, la resistència a la corrosió de l'aigua de mar és un dels factors clau a tenir en compte a l'hora de seleccionar materials per a intercanviadors de calor, sistemes de canonades, elements de fixació i altres components.
La resistència del titani a la corrosió de l'aigua de mar el converteix en un material valuós per a equips de dessalinització d'aigua de mar seleccionats i aplicacions de transferència de calor{0}}.
En tercer lloc, el ràpid creixement de les energies renovables marines
El desenvolupament continuat de l'energia eòlica marina, l'energia tèrmica oceànica, l'electròlisi de l'aigua de mar i la producció d'hidrogen en alta mar està creant noves oportunitats per als materials de titani.
Això fa que el cost del cicle de vida del titani sigui una consideració cada cop més important a l'hora d'avaluar els materials per a aplicacions marines a -long termini.
En quart lloc, la millora de l'equip d'exploració-de fons
L'exploració-de fons marí, la robòtica submarina, els vehicles submarins autònoms i els equips de mineria-de fons marí són cada cop més sofisticats.
El desenvolupament d'aliatges de titani avançats, processos de fabricació millorats i tecnologies de mecanitzat de precisió crearan més oportunitats per al titani en equips-de fons i enginyeria submarina.
Conclusió
A mesura que l'enginyeria marina continua avançant cap a aigües més profundes, equips a -escala més gran, energia renovable i funcionament intel·ligent, s'espera que el titani i els aliatges de titani tinguin un paper cada cop més important en aplicacions on la resistència a la corrosió, la fiabilitat, la reducció de pes i la llarga vida útil són fonamentals.
Tot i que el cost del material relativament elevat i els requisits de processament del titani segueixen sent consideracions importants, el titani s'ha d'avaluar no només en funció del seu preu de compra inicial, sinó també en funció del seu cost total del cicle de vida.
La reducció de la corrosió, els requisits de manteniment més baixos, la vida útil ampliada i la millora de la fiabilitat dels equips poden fer del titani un material atractiu per a aplicacions marines exigents.
De cara al futur, s'espera que el desenvolupament continuat d'aliatges de titani d'alt rendiment-, fabricació de costos més baixos-, mecanitzat avançat i selecció de materials estandarditzats ampliï encara més l'ús del titani en l'enginyeria marina i el desenvolupament sostenible dels recursos oceànics.
Per obtenir una visió general dels disponiblesproductes de titani per a aplicacions marines i industrials, vegeu el nostre Productes de titani pàgina.