टाइटेनियम टयूबिंग का व्यापक अनुप्रयोग अलवणीकरण और जहाज निर्माण उद्योगों के लिए नए अवसर खोलता है!

समुद्री जल के क्षरण के लिए टाइटेनियम का प्रतिरोध अन्य सभी धातुओं की तुलना में बेहतर है, समुद्री जल के स्थिर या उच्च गति प्रवाह दोनों में टाइटेनियम में एक विशेष स्थिरता होती है। इसलिए टाइटेनियम अलवणीकरण संयंत्रों के लिए एक आदर्श सामग्री है। इस क्षेत्र में टाइटेनियम के अनुप्रयोगों की संख्या बढ़ती रहेगी। टाइटेनियम समुद्री जल और समुद्री वायु संक्षारण प्रतिरोध बहुत मजबूत है, और मजबूत, हल्का वजन, जहाज निर्माण उद्योग की आदर्श संरचनात्मक सामग्री है, कई हिस्सों में विभिन्न प्रकार के जहाजों, गहरे पानी की पनडुब्बियों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
वर्तमान में, अलवणीकरण दुनिया भर के 60 से अधिक देशों और क्षेत्रों में फैल गया है, दुनिया में 6 मिलियन से अधिक अलवणीकरण संयंत्र हैं, समुद्री जल का अलवणीकरण दैनिक उत्पादन लगभग 35 मिलियन टन या उससे अधिक है, और 10% से अधिक की वार्षिक दर है। वृद्धि में. पानी की कमी की समस्या को हल करने के लिए अलवणीकरण सबसे अच्छे तरीकों में से एक बन गया है। वर्तमान में, दुनिया की मुख्यधारा अलवणीकरण विधियां मुख्य रूप से मल्टी-स्टेज फ्लैश (एमएसएफ), कम तापमान बहु-प्रभाव आसवन (एलटी-मेड) और रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली (आरओ) विधि हैं। तीनों विधियों में से प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं, और आवेदन की शर्तें और दायरा भी अलग-अलग हैं। चीन मुख्य रूप से एलटी-मेड और आरओ तरीकों को लागू करता है, और अगले कुछ वर्षों में चीन में कई अलवणीकरण परियोजनाएं शुरू की जाएंगी। अगले 3-5 वर्षों में, समुद्री जल अलवणीकरण के विकास के लिए बहुत जगह होगी।
समुद्री जल अलवणीकरण के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के लिए आज की तकनीक पर निर्भर होने से लागत में लाभ होता है, टन पानी के लिए दक्षिण से उत्तर जल मोड़ने की तुलना में लागत कम होती है, राज्य ने प्रोत्साहनों की एक श्रृंखला शुरू की है, अगले 10 वर्षों में, समुद्री जल के अलवणीकरण का पैमाना वर्तमान से 5 गुना बड़ा होगा। तांबे की मिश्र धातु के बजाय टाइटेनियम मिश्र धातु के साथ अलवणीकरण उपकरण भविष्य की प्रवृत्ति है। टाइटेनियम के बहुआयामी फायदे समुद्री जल अलवणीकरण पाइप के क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले स्थान का भविष्य निर्धारित करते हैं, यह उम्मीद की जाती है कि अगले दस वर्षों में, चीन की समुद्री जल अलवणीकरण टाइटेनियम पाइप की मांग लगभग 9500-23520 टन है, वैश्विक मांग लगभग 140 है। 63-281.25 मिलियन टन। हालाँकि प्रारंभिक घरेलू माँग बड़ी नहीं है, लेकिन घरेलू माँग कुल अंतर्राष्ट्रीय माँग का केवल 1.6% है, यह कहा जा सकता है कि समग्र विकास का स्थान बहुत बड़ा है।

सबसे पहले, अलवणीकरण के लिए टाइटेनियम टयूबिंग की मुख्य विशेषताएं:
1, कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति (शक्ति / विशिष्ट गुरुत्व)
टाइटेनियम धातु का घनत्व 4.51 ग्राम/सेमी3, एल्यूमीनियम से अधिक और स्टील, तांबा, निकल से कम। लेकिन विशिष्ट ताकत धातु के शीर्ष पर स्थित है, स्टेनलेस स्टील की 3 गुना है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु की 1.3 गुना है;
2, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध
टाइटेनियम एक बहुत ही सक्रिय धातु है, थर्मोडायनामिक संक्षारण प्रवृत्ति के माध्यम में इसकी संतुलन क्षमता बहुत कम है। लेकिन वास्तव में, टाइटेनियम कई मीडिया में बहुत स्थिर है, जैसे ऑक्सीकरण, तटस्थ और कमजोर कम करने वाले माध्यम में टाइटेनियम संक्षारण प्रतिरोधी है। ऐसा इसलिए है क्योंकि हवा या ऑक्सीजन युक्त मीडिया में टाइटेनियम और ऑक्सीजन के बीच एक महान संबंध है, टाइटेनियम सतह घने, मजबूत आसंजन, बड़ी अक्रिय ऑक्साइड फिल्म की एक परत उत्पन्न करती है, जो टाइटेनियम सब्सट्रेट को जंग से बचाती है। यहां तक ​​कि यांत्रिक टूट-फूट के कारण भी जल्द ही स्व-उपचार या पुनर्जनन हो जाएगा। इससे पता चलता है कि टाइटेनियम एक मजबूत निष्क्रियता प्रवृत्ति वाली धातु है। 315 डिग्री तक के तापमान पर टाइटेनियम की ऑक्साइड फिल्म इस गुण को बनाए रखती है।
3, अच्छा गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन
यद्यपि कार्बन स्टील और तांबे की तुलना में टाइटेनियम धातु की थर्मल चालकता, लेकिन टाइटेनियम के उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के कारण, दीवार की मोटाई बहुत कम हो सकती है, और ड्रिप संक्षेपण के लिए भाप के साथ गर्मी हस्तांतरण की सतह, गर्मी समूह को कम करती है, इसके अलावा, गैर-स्केलिंग की सतह भी थर्मल प्रतिरोध को कम कर सकती है, जिससे गर्मी हस्तांतरण में टाइटेनियम के प्रदर्शन में काफी सुधार होता है।
4, अच्छा गर्मी प्रतिरोध
नई टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग 600 डिग्री या इससे अधिक तापमान पर लंबे समय तक किया जा सकता है।
5, कम तापमान प्रदर्शन के लिए अच्छा रासायनिक प्रतिरोध
टाइटेनियम मिश्र धातु TA7 (Ti-5Al-2.5Sn), TC4 (Ti-6Al-4V) और Ti-2.5Zr-1 .5Mo और अन्य निम्न-तापमान वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताकत तापमान कम होने के साथ बढ़ती है, लेकिन प्लास्टिसिटी परिवर्तन महत्वपूर्ण नहीं है।
6, तन्य शक्ति और इसकी उपज शक्ति
यह संपत्ति दर्शाती है कि उपज शक्ति अनुपात (तन्य शक्ति/उपज शक्ति) उच्च है, यह दर्शाता है कि प्लास्टिक विरूपण की मोल्डिंग में टाइटेनियम धातु सामग्री खराब है। टाइटेनियम की लोच के मापांक के लिए उपज सीमा के बड़े अनुपात के कारण, ताकि टाइटेनियम मोल्डिंग रिबाउंड क्षमता हो।
दूसरा, टाइटेनियम ट्यूब में अलवणीकरण उपकरण धीरे-धीरे मूल तांबे मिश्र धातु ट्यूब की जगह ले लेगा, दोनों की तुलना में, टाइटेनियम ट्यूब के निम्नलिखित फायदे हैं:
1, कम सामग्री के साथ टाइटेनियम पाइप। समान परिचालन स्थितियों के तहत, टाइटेनियम ट्यूब की दीवार की मोटाई पतली होती है, पाइप की खुराक कम होती है। सामान्य तौर पर, तांबे की मिश्र धातु ट्यूब की दीवार की मोटाई 0.9मिमी-1.2मिमी; संक्षारक छोटे स्थानों के बजाय टाइटेनियम ट्यूब के साथ, दीवार की मोटाई 0.5 मिमी पतली दीवार वाली ट्यूब उपलब्ध है।

2, अच्छी तापीय चालकता की टाइटेनियम ट्यूब। 17W/(m-k) की टाइटेनियम तापीय चालकता, lOOW/(m-k) के लिए एल्यूमीनियम पीतल, 29W/(m-k) के लिए 70/30 तांबा, सबसे छोटी टाइटेनियम तापीय चालकता। लेकिन पतली दीवार वाली टाइटेनियम ट्यूबों का उपयोग, थर्मल चालकता, हालांकि एल्यूमीनियम पीतल से भी बदतर है, लेकिन 70/30 तांबे की तुलना में 90/10 तांबे के बराबर है।
3, टाइटेनियम ट्यूब अधिक लागत प्रभावी है। टाइटेनियम ट्यूब की कीमतें तांबे मिश्र धातु ट्यूब के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकती हैं, टाइटेनियम की कम घनत्व के कारण, समान दीवार की मोटाई, टाइटेनियम ट्यूब की समान लंबाई गुणवत्ता तांबे मिश्र धातु ट्यूब का केवल 50% है, जब टाइटेनियम ट्यूब की दीवार की मोटाई 50% है कॉपर मिश्र धातु ट्यूब की, टाइटेनियम ट्यूब की समान गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र तांबे मिश्र धातु ट्यूब की गुणवत्ता केवल 1/4 देखी जा सकती है, टाइटेनियम ट्यूब कीमत के मामले में प्रतिस्पर्धी है।
4, टाइटेनियम ट्यूब का सेवा जीवन लंबा है। चूंकि समुद्री जल अक्सर तलछट, समुद्री जीवन के साथ मिश्रित होता है, वे गर्मी हस्तांतरण ट्यूब और ट्यूब सिरों से जुड़े होते हैं, तांबा मिश्र धातु ट्यूब को नष्ट कर देंगे, तांबा मिश्र धातु भी Br- के समुद्री जल क्षरण के अधीन होगी। टाइटेनियम ट्यूब में यह समस्या नहीं दिखाई देगी, विशेष रूप से समुद्री जल में बैक्टीरिया को मारने के लिए, ऑक्सीजन को इंजेक्ट करना होगा, टाइटेनियम ट्यूब के अच्छे संक्षारण प्रतिरोध का उपयोग करने की अधिक आवश्यकता है।
तीसरा, विदेशी टाइटेनियम सामग्री का विकास और अनुप्रयोग
हिताची, मित्सुबिशी और तोशिबा पावर स्टेशन कंडेनसर का उत्पादन, एक मोटी {0}}.5 मिमी टाइटेनियम वेल्डेड ट्यूब का उपयोग, मित्सुबिशी, कावासाकी, हिताची, मित्सुई और कोबे स्टील और अन्य कंपनियां समुद्री जल विलवणीकरण उपकरणों का उत्पादन करती हैं, मोटी 0.5मिमी - 0.7मिमी टाइटेनियम वेल्डेड ट्यूब का उपयोग। 1983 तक, 16 वर्षों में, जापान ने दुनिया भर में अलवणीकरण उपकरणों में उपयोग की जाने वाली 4038 टन पतली दीवार वाली टाइटेनियम वेल्डेड ट्यूब का उत्पादन किया है, और अब तक समुद्री जल के क्षरण के कारण कोई क्षति नहीं हुई है।
(1) वेंटिलेशन कंडेनसर और जेट प्रेशराइज़र
जापान में वास्तविक समुद्री जल अलवणीकरण उपकरण 2650t/d समुद्री जल अलवणीकरण उपकरण है जो 1967 में मात्सुशिमा कार्बन माइनिंग कंपनी द्वारा बनाया गया था। वेंटिलेशन कंडेनसर की गर्मी हस्तांतरण ट्यूब और ट्यूब प्लेट और संयंत्र के जेट कंप्रेसर तांबे मिश्र धातु से नहीं बनाए जा सके। समुद्री जल में Br- द्वारा संक्षारण, और उन्हें टाइटेनियम से बदलने के बाद, संक्षारण के कारण कोई विफलता नहीं हुई है।
(2) हीट रिलीज सेक्शन कंडेनसर
मल्टी-स्टेज फ्लैश कंडेनसर समुद्री जल के रूप में ठंडा पानी है, फ्लैश चैंबर के सभी स्तरों पर उत्पन्न ठंडा जल वाष्प, समुद्री जल के कारण अक्सर तलछट, समुद्री जीवन के साथ मिश्रित होता है, वे गर्मी हस्तांतरण ट्यूब और ट्यूब के सिरों से जुड़े होते हैं, तांबे का क्षरण होता है मिश्र धातु ट्यूब. इसलिए, आजकल लगभग सभी एमएसएफ प्रकार के अलवणीकरण उपकरण हीट ट्रांसफर कंडेनसर पर टाइटेनियम ट्यूब का उपयोग करते हैं। विशेष रूप से जब समुद्री जल में बैक्टीरिया को मारने के लिए ऑक्सीजन इंजेक्ट करना होता है, तो अच्छे संक्षारण प्रतिरोध वाले टाइटेनियम ट्यूबों का उपयोग करना आवश्यक होता है।
(3) हीट रिकवरी सेक्शन कंडेनसर
हीट रिकवरी विभाग कंडेनसर हीट ट्रांसफर क्षेत्र बड़ा है, आर्थिक कारणों से, अब आमतौर पर तांबे मिश्र धातु ट्यूब का उपयोग किया जाता है, केवल टाइटेनियम ट्यूब का उपयोग करने के लिए विशेष अवसरों में, जैसे कि अमोनिया या हाइड्रोजन सल्फाइड और तांबे मिश्र धातु पर माध्यम के अन्य प्रदूषक संक्षारण होते हैं गहन। 1977, जर्मनी के 3600t/d MSF अलवणीकरण उपकरण को निर्यात किया गया, क्योंकि यह अमोनिया सहायक उपकरण है, तांबे मिश्र धातु का उपयोग नहीं किया जा सकता है, लेकिन टाइटेनियम का उपयोग किया जा सकता है; सल्फ्यूरिक एसिड और ऑक्सीजन के क्षरण के कारण। पेरू में ऑक्सीजन सल्फाइड, 3120t/dMSP अलवणीकरण उपकरण के क्षरण के कारण, एल्यूमीनियम और पीतल ट्यूबों का क्षरण 1 वर्ष के उपयोग के बाद हुआ, और अंततः सभी गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों को टाइटेनियम ट्यूबों से बदल दिया गया।
यह बताया गया है कि टाइटेनियम ट्यूबों के साथ 100 टन अलवणीकरण उपकरण का दैनिक उत्पादन 60,{2}} तक है। 1967 से 1994 तक, लगभग 30 वर्षों में, थर्मल पावर जेनरेशन कंडेनसर के ऊर्जा स्तर में उत्पादन के कुल 52 सेट और अलवणीकरण उपकरण के 7 सेट, कुल 11, {9}} टन टाइटेनियम वेल्डेड ट्यूब।
चौथा, जहाज निर्माण उद्योग
समाज के विकास के साथ, प्राकृतिक संसाधनों के लिए मानव जाति की मांग, समुद्री संसाधनों का विकास और अनुप्रयोग तेजी से महत्वपूर्ण है, ऐसा कहा जाता है कि 21वीं सदी समुद्री विकास की सदी है।
महासागर के विकास के लिए विभिन्न प्रकार के उपकरणों की आवश्यकता होती है, और कार्य को प्राप्त करने के लिए कोई भी उपकरण भौतिक प्रौद्योगिकी पर निर्भर करता है। टाइटेनियम में समुद्री पर्यावरण के अनुकूल विशेषताएं हैं, जैसे संक्षारण प्रतिरोध, गैर-चुंबकीय, उच्च व्यापक यांत्रिक गुण और मशीनेबिलिटी इत्यादि, समुद्री उपकरणों के लिए एक प्राकृतिक संरचनात्मक सामग्री है। टाइटेनियम की ये विशेषताएँ, नए जहाज उत्पादों, समुद्री इंजीनियरिंग मशीनरी और उपकरणों के अनुसंधान और विकास के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री प्रौद्योगिकी मंच प्रदान करती हैं, इसलिए 1950 के दशक के उत्तरार्ध से, जहाज और समुद्री इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में टाइटेनियम, न केवल क्रमिक विस्तार का क्षेत्र, बल्कि मात्रा में भी बढ़ोतरी हुई है.

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, चीन के जहाज निर्माण उद्योग ने दीर्घकालिक अनुप्रयुक्त अनुसंधान के बाद जहाज निर्माण के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री की एक तकनीकी प्रणाली बनाई है। इस उद्योग में, टाइटेनियम धातुकर्म अर्ध-तैयार उत्पादों का उपयोग मुख्य रूप से प्लेट, फोर्जिंग, कास्टिंग, तार और पाइप के विभिन्न विनिर्देशों में होता है, जिनमें से प्लेट की सबसे बड़ी मात्रा, 70% से अधिक के लिए जिम्मेदार है, इसके बाद फोर्जिंग होती है। , लगभग 15%, कास्टिंग 12%, और बाकी तार और पाइप। जहाजों और समुद्री इंजीनियरिंग उपकरणों की निर्माण गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, टाइटेनियम आइसोट्रॉपी, ऊतक आकृति विज्ञान और अनाज के आकार के मध्यम, प्लेट उत्पादन, झुकने, मुद्रांकन, वेल्डिंग, फोर्जिंग और कास्टिंग की तैयारी, विनिर्माण प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के विभिन्न प्रकार के विभिन्न विनिर्देश महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, घरेलू समुद्री टाइटेनियम मिश्र धातु आर एंड डी अनुभव से यह भी पता चलता है कि जहाज उत्पादों के लिए एक नई टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री, इसकी उपयोगिता की जांच करने के लिए, संबंधित टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री को स्थापित करने के लिए, सत्यापन परीक्षण के बड़े पैमाने पर संरचनात्मक सिमुलेशन किया जाना चाहिए। जहाज की संरचना, जहाज के उत्पादों के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री की संरचना, का उपयोग जहाज के निर्माण में किया जाना चाहिए। इसकी प्रयोज्यता की जांच करने और संबंधित प्रायोगिक प्रौद्योगिकी स्थापित करने के लिए।
अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के कारण समुद्री टाइटेनियम, समुद्री पर्यावरण में संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकताओं के अलावा, अन्य अनुसंधान प्राथमिकताएं हैं: ① उच्च प्रदर्शन (उच्च शक्ति, प्रभाव क्रूरता, थकान प्रतिरोध), उच्च कार्यक्षमता (उच्च ध्वनि संचरण), और पर्यावरणीय परिस्थितियों के उपयोग के अनुकूल होना; ② सामग्री निर्माण प्रक्रिया अनुकूलनशीलता, सुरक्षा और विश्वसनीयता का उपयोग; ③ किस्में/विनिर्देश श्रृंखला, सामग्री का समर्थन (जैसे संबंधित तार सामग्री), व्यावहारिकता; कम लागत। कम लागत। जहाजों और समुद्री इंजीनियरिंग को इसके प्रदर्शन और गुणवत्ता पर भरोसा करना है, लेकिन यह भी देखना है कि क्या इसकी कीमत स्वीकार्य है, कम लागत वर्तमान समुद्री टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री है और विनिर्माण प्रक्रिया अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है, घरेलू और विदेशी कम लागत टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर अनुसंधान काफी सक्रिय है।