O uso de tubos de titânio na dessalinização de água do mar

1. Baixa densidade e alta resistência específica (força/gravidade específica)

2. Boa resistência à corrosão

O titânio é um metal muito ativo com baixo potencial de equilíbrio na média e alta tendência à corrosão termodinâmica. Mas, na verdade, o titânio é estável e resistente à corrosão em uma variedade de meios, como meios oxidantes, neutros e de baixa redução. Isso ocorre porque o titânio tem uma forte afinidade pelo oxigênio. Em meios contendo ar ou oxigênio, um filme de óxido denso, pegajoso e inerte se forma na superfície do titânio para proteger a matriz de titânio da corrosão. Ele pode reparar ou regenerar-se rapidamente, mesmo devido ao desgaste mecânico. Isso mostra que o titânio é um metal com forte tendência à passivação. Quando a temperatura média é inferior a 315 graus, o filme de óxido de titânio sempre mantém esta característica.

3. Bom desempenho de troca de calor

Embora o metal titânio tenha uma condutividade térmica mais baixa que o aço carbono e o cobre, sua espessura de parede pode ser bastante reduzida devido à sua excelente resistência à corrosão. Além disso, a transferência de calor entre a superfície e o vapor ocorre na forma de condensação de gotículas, reduzindo assim a massa térmica. A superfície livre de nódulos também reduz a resistência térmica e melhora significativamente as propriedades de transferência de calor do titânio.

4. Boa resistência ao calor

Novas ligas de titânio podem ser usadas por longos períodos em temperaturas de 600 graus ou superiores.

5. Boa resistência a baixas temperaturas em engenharia química

Ligas de titânio de baixa temperatura representadas pelas ligas de titânio TA7 (Ti-5AI-2.5Sn), TC4 (Ti-6AI-4V) e Ti{{8} }Zr-1.5Mo aumenta a resistência à medida que a temperatura diminui, mas a resistência não muda.

6. Resistência à tração e resistência ao escoamento

Esta propriedade indica que sua relação de limite de escoamento (resistência à tração/resistência ao escoamento) é alta, indicando que os materiais metálicos de titânio têm baixa capacidade de deformação plástica durante o processo de conformação. Como a relação entre o limite de escoamento do titânio e seu modo elástico é grande, a resposta elástica do titânio quando formado é maior.

Vantagens da dessalinização da água do mar

Tubos de titânio em equipamentos de dessalinização substituirão gradualmente outros materiais de tubos metálicos anteriores. Comparado com os dois, tubo de titânio

tem as seguintes vantagens:

1. O uso de tubos de titânio é restrito. Nas mesmas condições operacionais, a espessura da parede dos tubos de titânio é mais fina e é utilizado menos material de tubo. Geralmente, a espessura da parede dos tubos de liga de cobre é de 0,9 mm-1,2 mm; pode ser substituído por tubos de titânio e pode ser utilizado em áreas com baixos níveis de corrosão. Use tubos de parede fina com espessura de parede de 0,5 mm.

2. O tubo de titânio tem boa condutividade térmica. A condutividade térmica do titânio é 17W/(mk), a do latão alumínio é 100W/(mk) e a do cobre branco 70/30 é 29W/(mk). O titânio tem a menor condutividade térmica. No entanto, quando são utilizados tubos de titânio de paredes finas, embora a condutividade térmica do condutor seja pior que a do latão de alumínio, é equivalente a 90/10 de cobre branco e melhor que 70/30 de cobre branco.

3. Os tubos de titânio são mais econômicos. O preço dos tubos de titânio é competitivo com os tubos de liga de cobre. Devido à baixa densidade do titânio, a massa dos tubos de titânio com a mesma espessura e comprimento de parede é apenas 50% da massa dos tubos de liga de cobre. Quando a espessura da parede do tubo de titânio é 50% do tubo de liga de cobre, a massa do tubo de titânio com a mesma área de transferência de calor é de apenas 1/4 do tubo de liga de cobre.

4. Os tubos de titânio têm uma vida útil mais longa. Como os sedimentos e os organismos marinhos na água do mar são frequentemente misturados, eles aderem aos tubos de transferência de calor e às suas extremidades, corroendo os tubos de liga de cobre. As ligas de cobre também serão corroídas pelo Br- na água do mar. Os tubos de titânio não apresentam essa deficiência. Especialmente quando é necessário injetar oxigênio para matar bactérias na água do mar, são necessários tubos de titânio resistentes à corrosão.

Os condensadores de usinas de energia produzidos pela Hitachi, Mitsubishi, Toshiba e outras empresas usam tubos soldados de titânio com {{0}},5 mm de espessura e dispositivos de dessalinização de água do mar produzidos pela Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui, Kobe Steel e outras empresas usam 0tubos soldados de titânio com 0,5 mm de espessura. Tubo soldado de titânio com 0,5 mm -0 0,7 mm de espessura. Em 1983, o Japão produziu 4.038 tubos soldados de titânio de paredes finas para equipamentos de dessalinização de água do mar em todo o mundo em 16 anos, e até agora nenhum dano causado pela corrosão da água do mar ocorreu.

(1) Condensador de ventilação e compressor de injeção

O verdadeiro equipamento de dessalinização de água do mar no Japão é o equipamento de dessalinização de água do mar 2650td construído pela Matsushima Carbon Co., Ltd. em 1967. O compressor de injeção deste equipamento não pode ser feito de liga de cobre. Após a mudança para liga de titânio, não houve falha devido à corrosão.

(2) Condensador exotérmico

O condensador flash de vários estágios usa água do mar como água de resfriamento para resfriar o vapor d'água gerado nas câmaras flash em cada estágio. Como a água do mar é frequentemente misturada com sedimentos e organismos marinhos, eles aderem aos tubos de transferência de calor e às extremidades dos tubos e corroem os tubos de liga de cobre. Hoje em dia, quase todos os condensadores de transferência de calor dos equipamentos de dessalinização MSF utilizam tubos de titânio. Especialmente quando é necessário injetar oxigênio para matar bactérias na água do mar, são necessários tubos de titânio resistentes à corrosão.

(3) Condensador de recuperação de calor

O condensador da unidade de recuperação de calor possui uma grande área de transferência de calor. Por razões econômicas, geralmente são usados ​​​​tubos de liga de cobre e tubos de titânio apenas em ocasiões especiais. Meios contendo contaminantes como amônia ou sulfeto de hidrogênio podem causar corrosão severa em ligas de cobre. A unidade de dessalinização de água do mar MSF de 3.600 t/d exportada para a Alemanha em 1977 usava liga de titânio em vez de liga de cobre como equipamento auxiliar de amônia; devido à corrosão por sulfeto de oxigênio, a corrosão do tubo de latão e alumínio do equipamento peruano de dessalinização de água do mar 3120t/dMSP ocorreu após um ano de uso. caso. Finalmente, todos os tubos de transferência de calor foram substituídos por tubos de titânio.

Segundo relatos, uma usina de dessalinização com produção diária de 100 toneladas utiliza 60,{2}} tubos de titânio. Nos 30 anos de 1967 a 1994, foram produzidos um total de 52 conjuntos de condensadores para geração de energia e 7 conjuntos de equipamentos de dessalinização de água do mar, e um total de 11,000 toneladas de tubos soldados de titânio foram utilizados.

Empresas nacionais listadas envolvidas em tubos de titânio ou tubos de titânio para dessalinização de água do mar:

Panzhihua Iron and Steel Vanadium Titanium (que possui as maiores reservas nacionais de recursos de titânio e produz materiais de titânio e concentrados de titânio) se beneficiará da futura demanda de titânio em grande escala e da produção de materiais de titânio;

Jiuli Special Materials (17 50,-0,30,-1,69%) (produção anual de 1,000 toneladas de tubos de titânio para dessalinização de água do mar) se beneficiou da gradual aplicação de tubos de titânio para dessalinização de água do mar;

(25,53, -0,26, -1,01%) (líder em materiais de titânio) tem uma resistência abrangente líder em materiais de titânio e tubos de titânio e se beneficiará da rápida desenvolvimento da indústria no futuro.

Com o desenvolvimento da sociedade, a procura de recursos naturais continua a aumentar e o desenvolvimento e utilização dos recursos marinhos tem recebido cada vez mais atenção. Algumas pessoas dizem que o século XXI é o século do desenvolvimento dos oceanos.

O desenvolvimento do oceano requer uma variedade de equipamentos, e a realização de qualquer função de equipamento depende da tecnologia dos materiais. O material de titânio é resistente à corrosão, não magnético, possui propriedades mecânicas abrangentes, é processável e adequado para ambientes marinhos. É um material estrutural natural para equipamentos navais. Essas características dos materiais de titânio fornecem uma importante plataforma de tecnologia de materiais para o desenvolvimento de novos produtos para navios e máquinas e equipamentos de engenharia naval. Portanto, desde o final da década de 1950, a aplicação de materiais de titânio na construção naval e na engenharia naval expandiu-se gradualmente tanto em âmbito como em quantidade.

Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a indústria de construção naval do meu país formou um sistema técnico de materiais de liga de titânio para navios após pesquisas de aplicação de longo prazo. Nesta indústria, os produtos semiacabados metalúrgicos de titânio são utilizados principalmente em diversas especificações de chapas, forjados, fundidos, fio-máquina, tubos, etc. Entre eles, as chapas representam a maior quantidade, respondendo por mais de 70%, seguidas por forjados , representando cerca de 15%, e as peças fundidas representando 12%. Existem fios e tubos. A fim de garantir a qualidade de construção de navios e equipamentos de engenharia naval, a isotropia, estrutura moderada e tamanho de grão de diversas especificações de materiais de titânio, produção de placas, dobra, estampagem, soldagem, preparação de peças forjadas e fundidas e tecnologia de processo de fabricação são indispensáveis . . Além disso, devido à sua ampla gama de utilizações, os materiais de titânio para navios não só devem ser resistentes à corrosão em ambientes marinhos, mas também têm outras prioridades de pesquisa: ① alto desempenho (alta resistência, resistência ao impacto, resistência à fadiga), alta funcionalidade (alta transmissão de som) e adaptabilidade às condições ambientais ② O processo de construção do material tem forte adaptabilidade e é seguro e confiável de usar; ③ Serialização de variedades/especificações, materiais de suporte (como materiais de fio de soldagem correspondentes), praticidade; Baixo custo. A engenharia naval e naval não depende apenas do seu desempenho e qualidade, mas também da sua acessibilidade. O baixo custo é um objetivo importante da pesquisa atual em materiais de liga de titânio e processos de fabricação para navios.