一、钛合金在海洋工程上的应用现状及前景展望

㈠、引言

占地球表面积约71% 的海洋中蕴藏着丰富的资源， 开发海洋、利用海洋，让海洋成为我们巨大财富的源泉， 这已成为人们多年来努力的方向之一。但是，由于海水中含有大约3.5% 的含盐量，因此， 海水具有腐蚀性。此外， 海洋中的某些生物污染也加速了海水的腐蚀。

钛是一种物理能优良、化学性能稳定的材料。钛及其合金强度高、比重小， 耐海水腐蚀和海洋气氛腐蚀， 可以很好地满足人们在海洋工程方面应用的要求。经过钛业界人士和海洋工程应用研究人员多年的努力， 钛已经在海洋油气开发、海港建筑、沿海发电站、海水淡化、船舶、海洋渔业及海洋热能转换等领域取得了广泛的应用。现在， 海洋工程用钛已成为钛民用应用的主要领域之一。

㈡、应用现状

2.1 海洋油气开发

石油是一个国家的经济命脉。据估计， 世界可开采的石油资源储量为3000亿吨， 其中海底石油储量约为1300 亿吨。海底石油的开发， 开始于20 世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件和材料发展的限制， .初只能开采从海岸直接向浅海延伸的石油、天然气矿藏。20 世纪80 年代以来， 在能源危机和技术进步的刺激下， 近海石油勘探与开发飞速发展， 海洋石油开发迅速向大陆架挺进， 逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。海上钻井平台是实施海底油气勘探和开采的工作基地， 它标志着海底油气开发技术的水平。海上石油开采设备主要包括采油平台和附属设备， 附属设备有原油冷却器、升油管、泵、阀、接头和夹具等。这些设备均与海水及原油中的硫化物、氨、氯等介质接触。

由于钛在这些介质中具有优异的耐蚀性， 所以美国在上世纪70 年代初就在其油田中使用了钛制造的近海石油平台支柱， 同时用钛制造了列管式换热器和板式换热器。钛列管式换热器利用海水作为冷却介质， 把从油井里抽出的高温汽/ 油混合物冷却。钛板式换热器也是利用海水作为冷却介质， 把碳钢换热器内冷却原油的淡水冷却。美国在北海油田钻井平台上大约使用了100 个钛热交换器。位于英国苏格兰阿伯丁的亨廷油田服务公司订购的钛制部件据说是世界上..个钛制高压立管式竖井， 用于美国大陆石油公司（Conoco） 挪威的Heidrum 工程项目中。

石油钛合金钛钻探管的使用寿命较长，其重量仅为不锈钢的一半， 而使用灵活性却是不锈钢的二倍， 使用寿命为钢的10 倍。这些优异的性能使得钛成为一种用于钻探难度较大的近圆形、且深度深的油井的极佳材料。

包含有钛钻探管的组合钻具可以极大地减少钻探时间、降低钻探总成本。美国的GrantPrideco 公司、RTI 能源系统公司及Torch 钻探服务公司在2000 年..将钛钻探管用于工业应用。GrantPrideco 公司和RTI 能源系统公司共同生产和供应的钛钻探管还配有GrantPrideco 抗疲劳公司提供的钢工具接头。这种接头的重量轻、使用灵活性好，且可以使钛钻探管坚固结实。