L'utilisation de tuyaux en titane pour le dessalement de l'eau de mer

1. Faible densité et résistance spécifique élevée (résistance/densité spécifique)

2. Bonne résistance à la corrosion

Le titane est un métal très actif avec un faible potentiel d’équilibre en milieu moyen et une forte tendance à la corrosion thermodynamique. Mais en fait, le titane est stable et résistant à la corrosion dans une variété de milieux tels que les milieux oxydants, neutres et faiblement réducteurs. C’est parce que le titane a une forte affinité pour l’oxygène. Dans l'air ou les milieux contenant de l'oxygène, un film d'oxyde dense, collant et inerte se forme sur la surface du titane pour protéger la matrice de titane de la corrosion. Il peut se réparer ou se régénérer rapidement, même en raison de l'usure mécanique. Cela montre que le titane est un métal ayant une forte tendance à la passivation. Lorsque la température du milieu est inférieure à 315 degrés, le film d'oxyde de titane conserve toujours cette caractéristique.

3. Bonnes performances d'échange thermique

Bien que le titane métal ait une conductivité thermique inférieure à celle de l'acier au carbone et du cuivre, son épaisseur de paroi peut être considérablement réduite en raison de son excellente résistance à la corrosion. De plus, le transfert de chaleur entre la surface et la vapeur se produit sous forme de condensation de gouttelettes, réduisant ainsi la masse thermique. La surface sans nodules réduit également la résistance thermique et améliore considérablement les propriétés de transfert thermique du titane.

4. Bonne résistance à la chaleur

Les nouveaux alliages de titane peuvent être utilisés pendant de longues périodes à des températures de 600 degrés ou plus.

5. Bonne résistance aux basses températures en génie chimique

Alliages de titane à basse température représentés par les alliages de titane TA7 (Ti-5AI-2.5Sn), TC4 (Ti-6AI-4V) et Ti{{8} La résistance de }Zr-1.5Mo augmente à mesure que la température diminue, mais la résistance ne change pas.

6. Résistance à la traction et limite d'élasticité

Cette propriété indique que son rapport de limite d'élasticité (résistance à la traction/limite d'élasticité) est élevé, ce qui indique que les matériaux métalliques en titane ont une faible capacité de déformation plastique pendant le processus de formage. Étant donné que le rapport entre la limite d'élasticité du titane et son mode élastique est élevé, la réponse élastique du titane une fois formé est plus grande.

Avantages du dessalement de l'eau de mer

Les tuyaux en titane utilisés dans les équipements de dessalement remplaceront progressivement les autres matériaux de tuyaux métalliques précédents. Par rapport aux deux, tube en titane

présente les avantages suivants :

1. L'utilisation de tubes en titane est limitée. Dans les mêmes conditions de fonctionnement, l'épaisseur de paroi des tuyaux en titane est plus fine et moins de matériau de tuyau est utilisé. Généralement, l'épaisseur de paroi des tubes en alliage de cuivre est de 0,9 mm-1,2 mm ; il peut être remplacé par des tubes en titane et peut être utilisé dans des zones à faible niveau de corrosion. Utilisez des tubes à paroi mince d'une épaisseur de paroi de 0,5 mm.

2. Le tube en titane a une bonne conductivité thermique. La conductivité thermique du titane est de 17 W/(mk), celle du laiton aluminium est de 100 W/(mk) et celle du cuivre blanc 70/30 est de 29 W/(mk). Le titane a la conductivité thermique la plus faible. Cependant, lorsque des tubes en titane à paroi mince sont utilisés, bien que la conductivité thermique du conducteur soit pire que celle du laiton aluminium, elle est équivalente à 90/10 de cuivre blanc et meilleure que 70/30 de cuivre blanc.

3. Les tubes en titane sont plus rentables. Le prix des tubes en titane est compétitif par rapport aux tubes en alliage de cuivre. En raison de la faible densité du titane, la masse des tubes en titane avec la même épaisseur de paroi et la même longueur ne représente que 50 % de celle des tubes en alliage de cuivre. Lorsque l'épaisseur de paroi du tube en titane représente 50 % de celle du tube en alliage de cuivre, la masse du tube en titane avec la même zone de transfert de chaleur ne représente que 1/4 de celle du tube en alliage de cuivre.

4. Les tubes en titane ont une durée de vie plus longue. Étant donné que les sédiments et les organismes marins présents dans l’eau de mer sont souvent mélangés, ils adhèrent aux tubes de transfert de chaleur et à leurs extrémités, corrodant ainsi les tubes en alliage de cuivre. Les alliages de cuivre seront également corrodés par le Br- présent dans l'eau de mer. Les tubes en titane ne présentent pas ce défaut. Lorsque de l'oxygène doit être injecté pour tuer les bactéries présentes dans l'eau de mer, des tubes en titane résistant à la corrosion sont nécessaires, en particulier.

Les condenseurs des centrales électriques produits par Hitachi, Mitsubishi, Toshiba et d'autres sociétés utilisent des tuyaux soudés en titane de {{0}},5 mm d'épaisseur, et les dispositifs de dessalement d'eau de mer produits par Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui, Kobe Steel et d'autres sociétés utilisent 0Tuyaux soudés en titane de 0,5 mm d'épaisseur. Tuyau soudé en titane de 0,5 mm-0,7 mm d'épaisseur. En 1983, le Japon avait produit 4 038 tubes soudés en titane à paroi mince pour les équipements de dessalement de l'eau de mer dans le monde entier en 16 ans, et jusqu'à présent, aucun dommage causé par la corrosion de l'eau de mer n'a eu lieu.

(1) Condenseur de ventilation et compresseur d'injection

Le véritable équipement de dessalement d'eau de mer au Japon est l'équipement de dessalement d'eau de mer de 2 650 td construit par Matsushima Carbon Co., Ltd. en 1967. Le compresseur d'injection de cet équipement ne peut pas être en alliage de cuivre. Après le passage à l’alliage de titane, il n’y a eu aucune défaillance due à la corrosion.

(2)Condenseur exothermique

Le condenseur flash à plusieurs étages utilise l'eau de mer comme eau de refroidissement pour refroidir la vapeur d'eau générée dans les chambres flash à chaque étape. Étant donné que l’eau de mer est souvent mélangée à des sédiments et à des organismes marins, ceux-ci adhèrent aux tubes de transfert de chaleur et aux extrémités des tubes et corrodent les tubes en alliage de cuivre. De nos jours, presque tous les condenseurs de transfert de chaleur des équipements de dessalement MSF utilisent des tubes en titane. Surtout lorsqu’il faut injecter de l’oxygène pour tuer les bactéries présentes dans l’eau de mer, des tubes en titane résistant à la corrosion sont nécessaires.

(3)Condenseur de récupération de chaleur

Le condenseur de l’unité de récupération de chaleur possède une grande surface de transfert de chaleur. Pour des raisons économiques, les tubes en alliage de cuivre sont généralement utilisés et les tubes en titane ne sont utilisés que lors d'occasions spéciales. Les milieux contenant des contaminants tels que l'ammoniac ou le sulfure d'hydrogène peuvent provoquer une grave corrosion des alliages de cuivre. L'unité de dessalement d'eau de mer MSF de 3 600 t/j exportée vers l'Allemagne en 1977 utilisait un alliage de titane au lieu d'un alliage de cuivre comme équipement auxiliaire d'ammoniac ; en raison de la corrosion par le sulfure d'oxygène, la corrosion des tubes en laiton et aluminium de l'équipement de dessalement d'eau de mer péruvien 3120t/dMSP s'est produite après un an d'utilisation. cas. Enfin, tous les tubes de transfert de chaleur ont été remplacés par des tubes en titane.

Selon les rapports, une usine de dessalement d'une production quotidienne de 100 tonnes utilise 60 000 tubes en titane. Au cours des 30 années allant de 1967 à 1994, un total de 52 ensembles de condenseurs pour la production d'électricité et 7 ensembles d'équipements de dessalement d'eau de mer ont été produits, et un total de 11 000 tonnes de tuyaux soudés en titane ont été utilisés.

Sociétés cotées nationales impliquées dans les tuyaux en titane ou les tuyaux en titane pour le dessalement de l'eau de mer :

Panzhihua Iron and Steel Vanadium Titanium (qui possède les plus grandes réserves nationales de ressources en titane et produit des matériaux et des concentrés de titane) bénéficiera de la future demande de titane à grande échelle et de la production de matériaux en titane ;

Jiuli Special Materials (17 50,-0,30,-1,69 %) (production annuelle de 1,000 tonnes de tuyaux en titane pour le dessalement d'eau de mer) a bénéficié de la progression progressive application de tuyaux en titane pour le dessalement de l'eau de mer ;

Baoti Co., Ltd. (25,53, -0,26, -1,01 %) (le leader des matériaux en titane) possède une force globale de premier plan dans les matériaux et les tuyaux en titane et bénéficiera de l'évolution rapide développement de l'industrie à l'avenir.

Avec le développement de la société, la demande en ressources naturelles continue d'augmenter, et le développement et l'utilisation des ressources marines font l'objet d'une attention croissante. Certains disent que le 21ème siècle est le siècle du développement des océans.

Le développement de l'océan nécessite une variété d'équipements, et la réalisation de toute fonction d'équipement dépend de la technologie matérielle. Le matériau en titane est résistant à la corrosion, non magnétique, possède des propriétés mécaniques complètes élevées, est traitable et convient aux environnements marins. C'est un matériau structurel naturel pour l'équipement des navires. Ces caractéristiques des matériaux en titane constituent une plate-forme technologique importante pour le développement de nouveaux produits navals et de machines et équipements d'ingénierie maritime. Par conséquent, depuis la fin des années 1950, l’application des matériaux à base de titane dans la construction navale et l’ingénierie maritime s’est progressivement étendue, tant en termes d’étendue que de quantité.

Avec le développement de la science et de la technologie, l'industrie de la construction navale chinoise a formé un système technique de matériaux en alliage de titane pour les navires après une recherche d'application à long terme. Dans cette industrie, les produits semi-finis métallurgiques en titane sont principalement utilisés dans diverses spécifications de plaques, pièces forgées, pièces moulées, fils machine, tuyaux, etc. Parmi eux, les plaques représentent la plus grande quantité, représentant plus de 70 %, suivies par les pièces forgées. , représentant environ 15 %, et les moulages représentant 12 %. Il y a des fils et des tubes. Afin de garantir la qualité de construction des navires et des équipements de génie maritime, l'isotropie, la structure modérée et la granulométrie de diverses spécifications des matériaux en titane, la production de plaques, le pliage, l'emboutissage, le soudage, la préparation des pièces forgées et moulées et la technologie des processus de fabrication sont indispensables. . . De plus, en raison de leur large gamme d'utilisations, les matériaux en titane pour navires doivent non seulement être résistants à la corrosion dans les environnements marins, mais ont également d'autres priorités de recherche : ① hautes performances (haute résistance, résistance aux chocs, résistance à la fatigue), hautes performances fonctionnalité (transmission sonore élevée) et adaptabilité aux conditions environnementales ② Le processus de construction des matériaux a une forte adaptabilité et est sûr et fiable à utiliser ; ③ Sérialisation des variétés/spécifications, des matériaux de support (tels que les matériaux de fil de soudage correspondants), aspect pratique ; Faible coût. L'ingénierie marine et maritime dépend non seulement de ses performances et de sa qualité, mais également de son prix abordable. Le faible coût est un objectif important de la recherche actuelle sur les matériaux en alliage de titane et les procédés de fabrication des navires.