海水談化
海水淡化已成為中東等水資源缺乏地區(qū)獲取淡水的主要方式。在海水淡化生產(chǎn)方法中，可靠性最高、應(yīng)用最多的是多級閃蒸法，該方法的設(shè)備主要由海水加熱、熱回收部冷凝器、熱輸出部冷凝器、通風(fēng)凝結(jié)器和噴射壓氣機(jī)等部分構(gòu)成，熱交換部位使用了大量的傳熱管，原用銅合金管，由于銅合金不耐腐蝕，目前已被鈦管所代替。
海水淡化裝置中的蒸發(fā)器接觸高溫海水，蒸發(fā)后鹽度增加。鈦合金耐高溫離子腐蝕，可廣泛用于海水淡化裝置的蒸發(fā)器，同時(shí)，鈦對氯具有很強(qiáng)的抗腐蝕性，是海水淡化設(shè)備換熱器的首選材料。隨著沿海地區(qū)石油化工、電力等行業(yè)的迅速發(fā)展，用海水取代日益緊張的淡水作為工業(yè)冷卻介質(zhì)，可以節(jié)約大量的淡水資源，獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是由于海水腐蝕性強(qiáng)，當(dāng)管束采用普通碳鋼或不銹鋼時(shí)，海水作為冷卻介質(zhì)會對管束產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，顯著降低熱交換器的使用壽命，不僅增加了設(shè)備的更換次數(shù)，也會由于設(shè)備失效引起裝置停工過于頻繁，從而使經(jīng)濟(jì)效益降低。一般情況下，為解決這一問題，需要對管子進(jìn)行材料升級，升級材料常用鈦管。
在鈦材料選擇方面，應(yīng)用最廣泛的是工業(yè)純鈦ASTM Grade2，事實(shí)表明Grade1和Grade2等工業(yè)純鈦在天然水、海水和各種氯化物中具有特殊的抗應(yīng)力腐蝕裂紋影響的能力；而溫度比較高的海水加熱器使用有較高抗腐蝕性的Grade7或者Grade12；Grade16(Ti-0.5%Pd) 具有更高的抗腐蝕能力，但是成本比較貴。另外，在海水流速為3m～5m/s的鈦制海水淡化設(shè)備中，生物污堵現(xiàn)象是最輕微的，鈦換熱器的污堵系數(shù)約為0.95～0.99。
選用工業(yè)純鈦TA1無縫管做閃蒸器的冷凝管和鹽水加熱器的熱交換管，管板選用了TA1+16MnR+316L雙面鈦復(fù)合鋼板，這是因?yàn)殁佡|(zhì)輕、耐蝕、具有高強(qiáng)度，是良好的抗海水腐蝕材料，使用它的可靠性高；其次，使用鈦復(fù)合鋼板可以減少鈦的使用量，且能滿足使用要求，降低裝置造價(jià)。
我國西北有色金屬研究院、北京有色金屬研究總院等單位也先后開發(fā)出了一系列海洋工程用耐蝕鈦合金，如Ti75、Ti31和Ti631。
海上鉆井平臺
鈦合金具有高強(qiáng)度、低密度、優(yōu)良的耐蝕性和良好的韌性，因而使其成為海洋鉆探系統(tǒng)用設(shè)備如立管、鉆管及錐形應(yīng)力接頭等的最好選擇。在更多情況下，鈦和鋼的復(fù)合應(yīng)用對海上鉆探系統(tǒng)成本的降低和效益的提高具有很大的貢獻(xiàn)。
在過去幾年中，鈦合金構(gòu)件在海上石油鉆探系統(tǒng)上的應(yīng)用顯著增加。鈦合金使得鉆井設(shè)備可以進(jìn)入更深的水里和井里，包括溫度更高和更具腐蝕性的環(huán)境中。以Ti-6Al-4V為基的鈦合金，具有物理、機(jī)械和腐蝕等最佳的綜合性能，對于海上鉆探構(gòu)件而言具有更大的吸引力。
Ti-6Al-4V基合金在海上鉆探系統(tǒng)應(yīng)用的主要有以下幾種構(gòu)件。
海上鉆井立管 鉆井立管使用鈦合金，除了減重外，還具有較好的損傷容限、易于用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行檢查等優(yōu)點(diǎn)。首次在海上大量使用鈦合金鉆井立管的是北海油田。雖然鈦在立管上的使用取得很大成功，但全鈦立管的市場卻非常有限。由于經(jīng)濟(jì)原因，實(shí)際上多使用的將會是不銹鋼／鈦或復(fù)合材料／鈦的立管。
鉆管 在短距離鉆井中(曲率半徑18m以內(nèi))，傳統(tǒng)的不銹鋼管過早地出現(xiàn)轉(zhuǎn)動疲勞和物理磨損，因而美國RTI鈦金屬公司開發(fā)了由Grade5合金與標(biāo)準(zhǔn)Cr-Mo鋼接頭連接而成的鉆管。這樣設(shè)計(jì)避免了工具卡死和磨損并保證了其韌性和疲勞壽命。1999年，美國已用外徑為73 mm的鈦合金管成功地鉆成了10口曲率半徑18m的油井。近來，又用外徑為63.5 mm的鈦合金鉆管鉆成了曲率半徑為12m～15m的油井。另外，鈦合金的無磁性也是吸引人之處，使得油井勘探不受磁性的影響。在長距離鉆井中，采用鋼管，其鉆井深度在垂直方向只到6.1km，水平方向?yàn)?.1km~9.1 km，而采用鈦管材后，其垂直方向可達(dá)9.1km。大直徑鈦管的使用，使得鉆具吊起所需的力減少了約30％，扭矩減少了30％～40％，并克服了液壓傳動裝置的限制。
鈦錐形應(yīng)力接頭 金屬錐形應(yīng)力接頭相對于橡膠／銅等柔性接頭而言，設(shè)計(jì)緊湊，易于檢查，氣密性好，可在高溫下使用等，鈦的錐形應(yīng)力接頭，其長度只有鋼的1／3，成本與鋼的相差無幾，甚至更低。RTI已設(shè)計(jì)和制造了Grade23和Grade29合金應(yīng)力接頭，并安裝在墨西哥灣和北海的鉆井平臺上，由于相對較低的成本和成功應(yīng)用實(shí)例，鈦制應(yīng)力接頭市場呈現(xiàn)出持續(xù)增長的勢頭。
鈦以及鈦合金有著非常多的優(yōu)勢，但是對于在船舶及海洋工程裝備上的應(yīng)用而言，還屬于一種新型的材料。為了促進(jìn)鈦以及鈦合金未來能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展，2016年海洋工程用鈦納入國家新材料發(fā)展重點(diǎn)專項(xiàng)，建立了海洋工程用鈦合金材料及技術(shù)研究、應(yīng)用研究及評價(jià)平臺，可大力推動海洋工程用鈦材料的跨越式發(fā)展，提升我國海工裝備的技術(shù)水平升級和發(fā)展；從國家層面上推動海洋工程特別是艦船用鈦設(shè)備的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、技術(shù)體系、應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范；大力開發(fā)鈦合金低成本化生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)化和完善我國船用鈦合金體系，建立船用鈦合金性能數(shù)據(jù)庫，為海洋工程用鈦及鈦合金的選材提供豐富的數(shù)據(jù)支持。
