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鈦合金在海洋油氣開采裝備上的應用

文章來源:本站 人氣:440 次 發(fā)表時間:2022-12-07

海洋占地球總面積的70.8%,深海蘊藏著豐富的資源。近年來,由于陸地環(huán)境的污染和能源的短缺,因此海洋環(huán)境逐漸被各個國家所重視[1]。我國在“十三五”規(guī)劃綱要中指出,要加強深海、深地、深空和深藍領域的高技術部署,其中,深海首當其沖,可見我國建設海洋強國的決心。深海不僅是石油、天然氣和礦產資源勘探、開發(fā)的陣地,也是各國海洋科學探索和先進深海技術比拼的主戰(zhàn)場,許多國家已加快了深海裝備的研制和部署。

     比強度高、密度較小的鈦合金與不銹鋼、鋁合金等耐蝕材料相比,擁有更好的耐點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和耐均勻腐蝕性能。而且在高速流動的海水中,其耐腐蝕性能依舊保持良好。鈦合金還是在海水和空氣中的疲勞極限幾乎無顯著差別的高強度材料。所以鈦合金被稱為海洋金屬。雖然鈦合金導熱性、耐磨性、焊接性欠佳,存在熱加工吸氫等問題,但其優(yōu)異的綜合性能仍使它成為一種重要的海洋材料,在深海裝備上的應用與日俱增,并且逐漸由零部件向關鍵結構方向發(fā)展,對鈦合金深海腐蝕行為的研究和耐蝕性評價也隨之成為時下關注的熱點。

   上個世紀 70 年代,美國將鈦合金運用在近海石油平臺支柱上。上世紀90 年代初,首次將鈦合金應用于平臺的提升裝置,自此以后鈦合金提升管開始大量應用在石油、天然氣開采行業(yè)。另外,為了降低成本和減輕重量,海底開采石油也已經運用鈦合金制造高壓采油管,海上平臺的熱交換器也已使用鈦合金。目前,鈦合金在海洋油氣開采裝備中主要應用于換熱器、提升裝置、結構件等。

  目前,鈦合金在海洋工程和裝備上的應用還比較少,服役期還較短,腐蝕問題還沒有完全顯現(xiàn)出來。隨著鈦合金在深海工程關鍵裝備結構及部件上應用的不斷增多和服役時間的延長,可能進入一個裝備材料腐蝕問題的爆發(fā)期,鈦合金可能面臨的深海局部腐蝕破壞,特別是應力腐蝕問題愈發(fā)不容忽視。因此,適時開展鈦合金深海應力腐蝕開裂行為及機理的預先探索,明確應力腐蝕的發(fā)生原因及其與服役環(huán)境的關系,對于提高鈦合金深海裝備的抗腐蝕失效風險能力至關重要。


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