泰坦及其合金在海水，咸水和污染水域以及石油炼油厂环境中的出色性能已被海上石油和天然气行业充分利用。如今，主要在北海的挪威地区，钛和钛合金在海上的应用数量和种类量正在以指数级的速度增加。 从二十年前在氯化系统和热交换器中使用的数百公斤，钛的总消费量超过数千吨，每个新项目的使用都可能比其前身。通过使用钛进行低压镇流器，火灾和服务水管来消除钢的问题，尤其是缝隙腐蚀。Topside Pipework的典型消费量现在为每个平台50至150吨。 WHy在离岸应用中使用钛吗？三个主要因素导致了海上工程师选择材料选择的巨大切换：亚博网站下载 •首先，随着不锈钢和基于铜的合金的高度破坏性故障增加，人们对以最低的可行生命周期成本对植物安全和环境保护的担忧越来越大。 •其次，钛继续以竞争性和相对稳定的价格提供，因此支持了制造经验的增长和能力，可提供各种钛产品，尤其是离岸行业所需的管道，配件和系统。自1990年以来，有15名挪威制造商已经开发了供应钛的能力，仅花费很短的时间才能在加工，弯曲和焊接的各个方面变得熟练。薄壁钛管道的冷弯曲的发展为钛系统的整体竞争力提供了突破。 •钛的规格增加和使用的第三个因素是，对设计工程师和海上运营商的信息可用性提高了，钛独特拥有的物业的有用组合以及指定和使用钛成本的实际方面有效地有效地拥有。与挪威钛技术论坛合作的钛信息小组为这一成就做出了重大贡献。离岸替换成本比类似的陆上工作高27倍。一开始的钛的规格，再加上具有成本效益的设计，制造，安装和使用的规格完全适合于岸上装置，这些装置现在正在设计30至50年的生命周期。钛通常会在首先成本上具有竞争力，并且将永远是生命周期成本竞赛的赢家。 Elf Petroleum Norge于1994年为Frigg平台提供了一个试点项目，结果表明，在200m x 15厘米乘以2mnm上的钛成本成本-2海水线低于碳钢的20％。使用冷弯曲，消除了80％以上的焊接工作。需要更少的弯曲和配件，焊接较少。法兰接头是通过管道末端的冷喇叭仪制成的。 钛管的低重量大大放宽了安装 - 一个人可以在没有帮助的情况下处理直径15厘米的6m长度附表10s管道。不需要安装后的表面处理，射击和钛的绘画。 火s系统未绝缘的薄壁焊接钛管已经通过了NPD H级碳氢化合物火灾试验。在发生爆炸，火灾或其他灾难时，钛的独特抗击性和损害耐受性为生存提供了最大的可能性（图1）。
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图1。由商业纯钛制成的海上使用管道。 |
英国消防系统制造商格林内尔（Grinnell）提供所有钛洒水器和洪水系统探测器，喷嘴，阀门和管道，使用冷弯曲以最低成本安装。钛消防水系统现在安装在Froy/TCP（Elf Petroleum），Sleipner West（Statoil），巨魔B和Brage（Norsk Hydro）上。 高压热交换器钛管和壳高压气冷却器，将气体穿过厚的壁管，壳侧冷却水通常大而重。现在，通过使用紧凑型热交换器，使用钛合金TI-6AL-4V以及超塑性形成和扩散键合，可以通过使用紧凑的热交换器来节省大量空间和重量。第一批单位占据了第十卷，其管状对应物的重量为第七。 立管应用程序使用浮动生产储存和关闭装载（FPSO）平台从深层地点提取的需求为钻井和灵活的生产立管提供了挑战性的潜在市场。未来开发的海上田地包括众多水深超过300米（1000英尺）的地点，表2。 许多工程师将钛视为唯一适合于柔性立管在这些水深中运行的材料，气体或机油温度超过125°C。现有的柔性管不能忍受压力，较高的产品温度或热循环。钛合金在深水生产立管设计中的应用将需要每个立管系统的500吨合金。在本应用中，钛合金的资格将读取到更高的压力工艺工厂，从而消除了对商业上纯钛和较低强度钛合金的当前限制（300-600mnm）-2抗拉强度）。 在立管应用中使用钛的概念并不新鲜。在1970年代后期，卡梅伦（现为怀曼·戈登）休斯顿在模拟100年北海浪的条件下成功测试了第三阶段型钛合金应力关节。1987年，在绿色峡谷田地向墨西哥湾提供了全尺度的锥度应力关节。1989年检索了该关节。 尽管这段服务时期简洁，但该安装没有最严重的测试条件，通过出现海湾环电流的发生，在1988年持续了两周以上。钛合金关节幸存下来。无论如何，经过一段时间的存储经过翻新，并于1995年7月为恩塞尔奇（Enserch）安装了海上。最近为Oryx Neptune Field的TI-6AL-4V锥度应力接头下达了进一步的实质性订单。 耐腐蚀性能
钛抗性所有产生的流体均遇到了海上遇到的液体，除了几种未生产的流体外，还遇到了所有液体。在所有无氧条件下，适合使用下孔的钛合金与完成液兼容。适合酸味服务的钛合金可免疫腐蚀，包括在充气和含氯化物的水域（例如海水和盐水）中的蚀和应力腐蚀开裂（SCC）。 与钛一起使用的酸化液在选择时需要更多的护理。所有钛合金都与有机酸兼容而无需抑制。受选定的合金，需要特殊考虑，对于盐酸是必需的。一些最耐钯的合金可能不需要酸抑制。 所有钛合金都受到氢氟酸的迅速攻击，即使是非常稀释的浓度，也以pH7以下的含氟化物溶液侵蚀。如果预计常规的HF酸化，则不能使用钛。（使用钛升起剂将禁止使用氢氟酸，并为下孔和钛的顶部应用提供进一步的机会。） 甲醇是可能导致钛合金SCC的少数专业环境和培养基之一。钛的失败发生在 - 干甲醇，甲醇/卤化物和甲醇/酸混合物中。从历史上看，除了最严重的条件（由于使用温度或工作压力），最低水分的最低水量为2％，以为所有可能的商业纯钛提供免疫力（商业上不可能使用商业上的纯净）。最近，已经发布了5％水的修订建议，以覆盖所有被海外使用的合金和所有预期条件。 疲劳和韧性光滑钛合金测试样品的疲劳强度通常为拉伸强度值的50％-60％。缺口样品测试给出较低的值。在设计和制造中始终需要注意，以避免压力集中因素，表面效果差，锋利的部分过渡，未融合的半径和角落等。 在钛合金应用程序中，问题继续提出问题。目前，至关重要的是，要提供非常高的饰面标准，所有泪水，裂缝，裂缝，圈和其他缺陷可能在消除的生产中出现，图2。
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图2。由TI-6AL-4V制成的钻孔式立管的部分，其助推器线由TI-3AL-2.5V制成。 |
腐蚀疲劳通常不是钛及其合金的问题。海水的疲劳裂纹传播速率与空气中的钛相似，但是与空中相比，在海水和其他腐蚀性环境中，合金TI-6AL-4V和TI-6AL-4V ELI的速率较高。绝对裂纹的传播速率将随特定的合金组成，微结构，裂纹方向和负载而变化，但可能会因氢的存在而增加，该氢的存在，或者是由于阴极电位产生的。包括Ti-6Al-4V ELI在内的几种合金具有断裂韧性（K我知道了）水平超过80 mnm-3/2在空气中，但降低了海水的韧性水平（kISCC）和其他侵略性环境，图3。
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图3。典型k1C和kISCC在各种条件下TI-6AL-4V和TI-6AL-4V ELI的值。 |
电腐蚀如果将钛纳入混合金属植物或设备中，则通常将是一对电动夫妇存在或创建的阴极。app亚博体育设计策略用于预防或限制系统的电流腐蚀并保护系统中较小的贵族部分包括通过使用非导电垫圈和袖子螺栓的电气隔离钛，或与复合材料或耦合到兼容合金附近的旋转合金，例如带有亚博网站下载奥氏体的钼和双链钢（254SM0，Zeron 100）和高镍合金（Inconel 625，Hastellyoy C）。 几个操作员已涂有暴露的钛表面，以降低阴极/阳极比率。对碱金属的潜在阴极保护印象深刻，应不超过-0.8V SCE。同样，如果不受电阻控制，则必须选择牺牲阳极以产生低于-0.8V SCE的负电位。当大量钛替代钢海海底时，对阴极保护系统的审查至关重要。如果条件导致氢的摄取，则耐药金属的电腐蚀可能对钛有害。吸收氢可能会引起或加重： •钛与耐腐蚀金属的耦合 •阴极保护系统产生电势> -0.8V SCE •如果发生吸收，拉伸负荷或残留应力 •pH小于3或超过12的pH会增加吸收风险 •较高的温度，导致阳极处腐蚀的增加和阴极上较高的氢活性 •硫化氢，在阴极潜能存在下将加速氢的摄取。 结论从前面的情况下，很明显，钛在离岸行业正确地赢得了既定的石油和天然气生产设备的地位 - 对于低压和高压水和产品管道，几乎没有令人满意的成本效益替代品app亚博体育辅助设备。app亚博体育深水场的发展将需要使用钛管作为柔性立管，并且工作继续完全识别环境参数，并表征来自候选者潜在候选者的合金，这些合金能够在应用程序中可靠地执行。迅速和积极的进步将得到一项实质性和密集的投资计划，是石油公司本身，因为使用钛的最终用户和受益人的最终用户目前拥有资源和动力进行这种投资水平。 |