สถานะการใช้งานและโอกาสของโลหะผสมไทเทเนียมในวิศวกรรมมหาสมุทร

(1) บทนำ

มหาสมุทรซึ่งคิดเป็นประมาณ 71% ของพื้นผิวโลก มีทรัพยากรมากมาย มันได้กลายเป็นหนึ่งในทิศทางหนึ่งของความพยายามของผู้คนเป็นเวลาหลายปีในการพัฒนาและใช้มหาสมุทรเพื่อทำให้มหาสมุทรเป็นแหล่งที่มาของความมั่งคั่งมหาศาลของเรา อย่างไรก็ตามน้ำทะเลมีฤทธิ์กัดกร่อนเนื่องจากมีปริมาณเกลือประมาณ 3.5% นอกจากนี้มลภาวะทางชีวภาพในมหาสมุทรยังเร่งการกัดกร่อนของน้ำทะเลอีกด้วย ไทเทเนียมเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร ไทเทเนียมและโลหะผสมมีความแข็งแรงสูง ความถ่วงจำเพาะต่ำ และทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลและการกัดกร่อนของบรรยากาศทางทะเล ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของการใช้งานของมนุษย์ในด้านวิศวกรรมทางทะเลได้เป็นอย่างดี หลังจากการทำงานหนักหลายปีโดยผู้คนในอุตสาหกรรมไทเทเนียมและนักวิจัยด้านวิศวกรรมมหาสมุทร ไทเทเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการพัฒนาน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง การก่อสร้างท่าเรือ โรงไฟฟ้าชายฝั่ง การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล เรือ การประมงทางทะเล และพลังงานความร้อนทางทะเล การแปลง ตอนนี้ ไทเทเนียมสำหรับวิศวกรรมทางทะเลได้กลายเป็นหนึ่งในสาขาหลักของการใช้งานไทเทเนียมทางแพ่ง

(2) สถานะการสมัคร

2.1 การพัฒนาน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง น้ำมันเป็นเส้นชีวิตทางเศรษฐกิจของประเทศ มีการประมาณการว่าปริมาณสำรองน้ำมันที่สามารถกู้คืนได้ของโลกอยู่ที่ 300 พันล้านตัน โดยปริมาณสำรองน้ำมันก้นทะเลมีอยู่ประมาณ 130 พันล้านตัน การพัฒนาน้ำมันใต้น้ำเริ่มขึ้นในต้นศตวรรษที่ 20 การพัฒนาได้ผ่านกระบวนการจากนอกชายฝั่งสู่ทะเลอันไกลโพ้นจากทะเลน้ำตื้นสู่ทะเลน้ำลึก ถูกจำกัดด้วยเงื่อนไขทางเทคนิคและการพัฒนาวัสดุ ในขั้นต้นสามารถใช้ประโยชน์ได้เฉพาะแหล่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่ทอดยาวจากชายฝั่งไปยังทะเลน้ำตื้นเท่านั้น นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 แรงกระตุ้นจากวิกฤตพลังงานและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การสำรวจและพัฒนาน้ำมันนอกชายฝั่งได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และการพัฒนาน้ำมันนอกชายฝั่งได้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วไปจนถึงไหล่ทวีป และค่อยๆ ก่อตัวเป็นภาคอุตสาหกรรมน้ำมันนอกชายฝั่งแห่งใหม่ แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งเป็นฐานการทำงานสำหรับการสำรวจและการใช้ประโยชน์จากน้ำมันและก๊าซใต้ทะเล และถือเป็นระดับของเทคโนโลยีการพัฒนาน้ำมันและก๊าซใต้ทะเล อุปกรณ์การผลิตน้ำมันนอกชายฝั่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยแท่นผลิตน้ำมันและอุปกรณ์เสริม เช่น เครื่องทำความเย็นน้ำมันดิบ ตัวเพิ่มน้ำมัน ปั๊ม วาล์ว ข้อต่อและอุปกรณ์ติดตั้ง อุปกรณ์เหล่านี้สัมผัสกับซัลไฟด์ แอมโมเนีย คลอรีน และตัวกลางอื่นๆ ในน้ำทะเลและน้ำมันดิบ เนื่องจากไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในตัวกลางเหล่านี้ สหรัฐอเมริกาจึงใช้เสาแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่งที่ผลิตจากไทเทเนียมในแหล่งน้ำมันของตนในช่วงต้นทศวรรษ 1970 และใช้ไทเทเนียมเพื่อผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น เครื่องทำความร้อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อไทเทเนียมใช้น้ำทะเลเป็นตัวกลางในการทำความเย็นเพื่อระบายความร้อนให้กับส่วนผสมไอน้ำ/น้ำมันอุณหภูมิสูงที่สูบจากบ่อน้ำมัน ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นไทเทเนียมยังใช้น้ำทะเลเป็นตัวกลางในการทำความเย็นเพื่อทำให้น้ำจืดเย็นลงซึ่งจะทำให้น้ำมันดิบในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเหล็กกล้าคาร์บอนเย็นลง สหรัฐอเมริกาใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไทเทเนียมประมาณ 100 เครื่องบนแท่นขุดเจาะน้ำมันในทะเลเหนือ ส่วนประกอบไทเทเนียมที่สั่งซื้อโดย Hunting Oilfield Services ในเมืองอเบอร์ดีน สกอตแลนด์ สหราชอาณาจักร กล่าวกันว่าเป็นเพลาไรเซอร์แรงดันสูงไทเทเนียมชิ้นแรกของโลกสำหรับโครงการ Heidrum ของ Conoco ในนอร์เวย์ ท่อเจาะไทเทเนียมโลหะผสมไทเทเนียมปิโตรเลียมมีอายุการใช้งานยาวนาน น้ำหนักเพียงครึ่งหนึ่งของสแตนเลส แต่ความยืดหยุ่นในการใช้งานเป็นสองเท่าของสแตนเลส และอายุการใช้งานเป็น 10 เท่าของเหล็ก คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ทำให้ไทเทเนียมเป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับการเจาะหลุมลึกใกล้วงกลมที่ยาก เครื่องมือเจาะแบบรวมรวมถึงท่อเจาะไทเทเนียมสามารถลดเวลาในการเจาะและลดต้นทุนการขุดโดยรวมได้อย่างมาก ในปี 2000 GrantPrideco, RTI Energy Systems และบริการขุดเจาะคบเพลิงในสหรัฐอเมริกาใช้ท่อเจาะไทเทเนียมสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรก ท่อเจาะไทเทเนียมที่ผลิตและจำหน่ายโดย GrantPrideco และ RTI Energy Systems ยังมีข้อต่อเครื่องมือเหล็กจาก GrantPrideco Anti-Fatigue อีกด้วย ข้อต่อมีน้ำหนักเบา ยืดหยุ่นในการใช้งาน ทำให้ท่อเจาะไทเทเนียมมีความแข็งแรงและทนทาน ระบบท่อส่งน้ำทะเลเป็นส่วนสำคัญของการขุดเจาะน้ำมันใต้ทะเล เนื่องจากไททาเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนต่อน้ำทะเลสูง จึงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าระบบเหล็กถึง 10 เท่า ดังนั้นต้นทุนของระบบท่อไทเทเนียมจึงคุ้มค่าเมื่อเทียบกับระบบ Cu-Ni ของ. Active Metals of America และ Precision Tube Technology ได้ร่วมกันก่อตั้งบริษัทเทคโนโลยี Tube Titanium เพื่อผลิตท่อโลหะผสมไทเทเนียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ โลหะผสมที่ใช้ในท่อนี้คือโลหะผสม Ti-3Al-2.5V เส้นผ่านศูนย์กลาง 650 มม. ความหนาของผนังคือ 22-25 มม. และความยาว 350 ม. บริษัทอื่นในสหรัฐอเมริกาใช้ท่อโลหะผสมไทเทเนียมไร้ตะเข็บที่มีความยาว 15 ม. เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 600 มม. และความหนาของผนัง 25 มม. เพื่อสร้างท่อไรเซอร์ยาวเกือบ 500 ม. โดยการอัดขึ้นรูป ซึ่งใช้ในแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง กล่าวกันว่าน้ำหนักของท่อไรเซอร์สามารถลดลงได้ครึ่งหนึ่ง ซึ่งสามารถลดต้นทุนของบัลลาสต์ได้อย่างมาก นอกจากนี้ ยังมีความเหนียวแตกหักสูงและอายุการใช้งานยาวนาน ตามรายงานในโครงการพัฒนาแหล่งน้ำมันในทะเลเหนือในสหรัฐอเมริกา ปริมาณไทเทเนียมที่ใช้ในอุปกรณ์ลอยน้ำและอุปกรณ์คงที่บนพื้นทะเลเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับครั้งก่อน ความต้องการวัสดุไทเทเนียมสำหรับอุปกรณ์ตัวลอย 24 ตัวและอุปกรณ์คงที่ใต้ทะเล 64 ตัวคือ: 50-100t สำหรับอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัย 50-100t สำหรับอุปกรณ์เชื่อมต่อ 400-1000t สำหรับอุปกรณ์ยกทั่วไป และ 1400-4200t สำหรับท่อเจาะ การกัดกร่อนของชิ้นส่วนโครงสร้างที่เกิดจากการเปรอะเปื้อนทางชีวภาพของแท่นสำรวจน้ำมันนอกชายฝั่งนั้นค่อนข้างร้ายแรง บริษัทแห่งหนึ่งในสหรัฐอเมริกาใช้ปลอกยาวที่ทำจากท่อไทเทเนียมบนแท่นขุดเพื่อปกป้องชิ้นส่วนบนแท่น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการใช้ส่วนประกอบโลหะผสมไทเทเนียมเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในการขุดเจาะน้ำมันและการดำเนินการผลิตนอกชายฝั่ง ส่วนประกอบโลหะผสมไทเทเนียมช่วยให้การขุดเจาะน้ำมันเข้าถึงน้ำที่ลึกกว่าและบ่อที่ลึกกว่า รวมถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นและสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง (เช่น เค็ม) สำหรับการใช้งานประเภทนี้ แท่งไทเทเนียม TC4 (โลหะผสมที่มี Ti-6Al-4V) มีความเหมาะสมที่สุดและมีต้นทุนต่ำที่สุดในแง่ของประสิทธิภาพโดยรวม ระบบท่อส่งน้ำทะเลเป็นส่วนสำคัญของการขุดเจาะน้ำมันใต้ทะเล เนื่องจากไททาเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนต่อน้ำทะเลสูง จึงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าระบบเหล็กถึง 10 เท่า ดังนั้นต้นทุนของระบบท่อไทเทเนียมจึงคุ้มค่ากว่าระบบ Cu-Ni ของ. Active Metals of America และ Precision Tube Technology ได้ร่วมกันก่อตั้งบริษัทเทคโนโลยีท่อไทเทเนียมเพื่อผลิตท่อโลหะผสมไทเทเนียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ โลหะผสมที่ใช้สำหรับท่อนี้คือโลหะผสม TA18 (Ti-3Al-2.5V) โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 650 มม. ความหนาของผนัง 22-25 มม. ความยาว 350 ม. และ ท่อที่มีน้ำหนัก 80-90 ตัน ซึ่งมีแผนจะใช้สำหรับการสำรวจน้ำมันใต้ทะเล บริษัทอื่นในสหรัฐอเมริกาใช้ท่อโลหะผสมไทเทเนียมไร้ตะเข็บที่มีความยาว 15 ม. เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 600 มม. และความหนาของผนัง 25 มม. เพื่อสร้างท่อไรเซอร์ยาวเกือบ 500 ม. โดยการอัดขึ้นรูป ซึ่งใช้ในแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง กล่าวกันว่าน้ำหนักของท่อไรเซอร์สามารถลดลงได้ครึ่งหนึ่ง ซึ่งสามารถลดต้นทุนของบัลลาสต์ได้อย่างมาก นอกจากนี้ ยังมีความเหนียวแตกหักสูงและอายุการใช้งานยาวนาน การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าโลหะผสม Ti-6Al-4V (Gr.5_TC4) เป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการเจาะท่อ ในการใช้งานเจาะ ความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งแรงของความล้าเป็นสิ่งสำคัญที่สุด ดังนั้นโลหะผสม Gr.5 สองตัวที่มีองค์ประกอบคั่นระหว่างหน้าต่ำเป็นพิเศษจึงเหมาะสำหรับอุปกรณ์ยกแบบไดนามิกที่สำคัญยิ่งขึ้น เมื่ออุณหภูมิในการทำงานเกิน 75 ~ 80 องศา เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของรอยแยกหรือการกัดกร่อนจากความเค้น จะใช้โลหะผสม Gr29 ที่ประกอบด้วยรูทีเนียม ส่วนประกอบที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ รอกเจาะนอกชายฝั่ง ท่อเจาะ ข้อต่อรับแรงเค้นทรงกรวย (TSJ) และรอกไฮบริดไทเทเนียม/เหล็ก ส่วนประกอบไทเทเนียมขนาดเล็ก เช่น ปั๊มไทเทเนียม วาล์ว ข้อต่อ ตัวยึด แคลมป์ และชิ้นส่วนอะไหล่ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายบนแท่นขุดเจาะน้ำมัน โลหะผสมไทเทเนียมยังใช้กันอย่างแพร่หลายในเปลือกของเครื่องมือตัดไม้สำรวจน้ำมันนอกชายฝั่งในต่างประเทศ

2.2 มีฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาไม่เกิน 10 นาโนเมตรบนพื้นผิวของวัสดุไทเทเนียมสำหรับอาคารท่าเรือ มีความเสถียรมากในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ออากาศ น้ำทะเล และสภาพแวดล้อมทางทะเลได้ดีเยี่ยม ปัจจุบันเป็นวัตถุดิบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลต่างๆ ญี่ปุ่นได้ดำเนินการพัฒนาทางทะเลอย่างจริงจัง เช่น สะพานจากฮอนซูถึงชิโกกุ สะพานข้ามอ่าวโตเกียว สนามบินคันไซ และฐานกักเก็บน้ำมันลอยน้ำ การทดสอบการสัมผัสที่ดำเนินการโดยกระทรวงการก่อสร้างและชมรมเหล็กและเหล็กกล้าของญี่ปุ่นบนพื้นผิวมหาสมุทรของแม่น้ำโออิกาวะ และรายงานการสอบสวนของการทดสอบการสัมผัสสารต้านการกัดกร่อนต่างๆ ที่ดำเนินการโดยกระทรวงคมนาคมและสมาคมกองท่อเหล็กบนเรือโบซากิลอยน้ำ ขาหยั่งทรายยังแสดงให้เห็นว่าไทเทเนียมเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุด นอกจากคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมแล้ว ไทเทเนียมยังมีข้อดีของการมีไอออนที่ละลายน้อยมากในสภาพแวดล้อมของน้ำทะเล ไม่มีความเป็นพิษ และไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการสร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ญี่ปุ่นยังได้สร้างโครงสร้างทางทะเลลอยน้ำขนาดใหญ่พิเศษโดยใช้วัสดุคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมในการกัดเซาะน้ำทะเล ในการก่อสร้างทางหลวงที่ทอดข้ามอ่าวโตเกียวนั้น วัสดุไทเทเนียมได้ถูกนำมาใช้เป็นลำตัวที่ป้องกันน้ำกระเซ็นของเสาสะพาน และวัสดุคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียมของเสาสะพานแต่ละอันคือจำนวน 0.9 ตัน โครงสร้างลอยน้ำขนาดใหญ่ที่ใช้งานหรือวางแผนไว้แล้ว ได้แก่ สนามบิน ฐานโลจิสติกส์ท่าเรือ สิ่งอำนวยความสะดวกด้านกีฬา และอื่นๆ

2.3 การใช้น้ำทะเลอย่างครอบคลุมในโรงไฟฟ้าชายฝั่งถือเป็นหนึ่งในโครงการที่สำคัญในด้านวิศวกรรมทางทะเล คอนเดนเซอร์ในโรงไฟฟ้าชายฝั่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้น้ำทะเลปริมาณมาก ไทเทเนียมที่ใช้ในโรงไฟฟ้าชายฝั่งส่วนใหญ่เป็นไทเทเนียมที่ใช้ในคอนเดนเซอร์ เนื่องจากคอนเดนเซอร์ใช้น้ำทะเลเป็นน้ำหล่อเย็น และน้ำทะเลมีโคลนทราย สารแขวนลอย สิ่งมีชีวิตในทะเล และสารกัดกร่อนต่างๆ จำนวนมาก สถานการณ์จึงรุนแรงมากขึ้นในน้ำเกลือสดที่น้ำทะเลและน้ำในแม่น้ำสลับกัน คอนเดนเซอร์แบบดั้งเดิมใช้ท่อโลหะผสมทองแดง ซึ่งมักจะได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงเนื่องจากการกัดกร่อนในน้ำทะเล ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในน้ำทะเล โดยเฉพาะน้ำทะเลที่ปนเปื้อน และความต้านทานการกัดกร่อนจากการกัดเซาะที่ความเร็วสูงมีความโดดเด่นเป็นพิเศษ

2.4 โรงแยกเกลือ "น้ำคือบ่อเกิดแห่งชีวิต" ปัจจุบันปัญหาการขาดแคลนน้ำกลายเป็นปัญหาที่คุกคามโลก ประมาณ 25% ของประชากรโลกไม่มีแหล่งน้ำดื่มที่เพียงพอ แม่น้ำบนบกและทรัพยากรน้ำใต้ดินของโลกยังห่างไกลจากความต้องการในการพัฒนาอุตสาหกรรม ดังนั้นการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลจะเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพสำหรับมนุษย์ในการแก้ปัญหาทรัพยากรน้ำจืดในอนาคต จากมุมมองของการพัฒนาระบบแยกเกลือออกจากน้ำทะเลทั้งในและต่างประเทศ มีสองวิธีหลักๆ คือ การกลั่นและรีเวิร์สออสโมซิส วิธีแรกคือการทำให้น้ำทะเลร้อนจนกลายเป็นไอ แล้วควบแน่นไอน้ำเพื่อให้ได้น้ำจืด อย่างหลังคือการเพิ่มแรงดันน้ำทะเลเพื่อให้น้ำจืดไหลผ่านเมมเบรนพิเศษและกักเก็บเกลือไว้เพื่อให้ได้น้ำจืด อุปกรณ์แยกเกลือออกจากน้ำทะเลในยุคแรกๆ ใช้โลหะผสมทองแดง เหล็กคาร์บอน และวัสดุอื่นๆ เนื่องจากวัสดุเหล่านี้ไม่ทนต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลและมีประสิทธิภาพการผลิตต่ำ จึงถูกแทนที่ด้วยไทเทเนียมอย่างรวดเร็วซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้ดีเยี่ยม ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล การใช้งานหลักของไททาเนียมคือท่อถ่ายเทความร้อนของเครื่องทำความร้อนของโรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ผู้ผลิตโรงกลั่นน้ำทะเลรายใหญ่คือสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น ภายในปี 2004 มีโรงแยกน้ำทะเลมากกว่า 15,000 แห่งที่สร้างหรืออยู่ระหว่างการก่อสร้างในโลก โดยมีปริมาณน้ำจืดประมาณ 32 ล้านตันต่อวัน บริษัทญี่ปุ่นสร้างหน่วยกลั่น 10 หน่วยให้กับซาอุดิอาระเบีย โดยมีผลผลิตน้ำจืด 30,000 ตันต่อวัน โดยใช้ท่อไทเทเนียม 3,200 ตัน และผลผลิตเฉลี่ยต่อวัน 10,000 ตัน ซึ่งต้องใช้ ไทเทเนียม 107 ตัน เทียนจิน ซานตง และสถานที่อื่นๆ ในประเทศของฉันได้สร้างหรือกำลังสร้างโรงงานกรองน้ำทะเล ตัวอย่างเช่น แผนเบื้องต้นสำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลในเทียนจินคือการผลิตน้ำจืด 500,000 ตันต่อวันภายในปี 2550 และ 700,000 ตันภายในปี 2553 คาดว่ามีไทเทเนียมประมาณ 250 ตัน จะใช้ในโครงการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลในเทียนจินและซานตง

2.5 ไททาเนียมสำหรับเรือและโลหะผสมมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในน้ำทะเลและบรรยากาศทางทะเล และถือเป็นวัสดุสำหรับเรือที่ดี เนื่องจากมีความถ่วงจำเพาะของแสง มีความแข็งแรงสูง ทนต่อแรงกระแทก ไม่เป็นแม่เหล็ก การส่งผ่านเสียง และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเล็กน้อย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้ไทเทเนียมในเรือได้รับความสนใจอย่างมาก อุตสาหกรรมกองทัพเรือและการต่อเรือของประเทศต่างๆ ยังให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้ไทเทเนียมบนเรือ และได้พัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมทางทะเลหลายเกรด ไทเทเนียมและโลหะผสมของมันถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเรือ เช่น โครงสร้างตัวเรือ เรือสำรวจใต้ทะเลลึก และตัวเรือรับแรงดันใต้น้ำ ท่อ วาล์ว หางเสือ วงเล็บเพลา อุปกรณ์เสริม ใบพัด และตัวขับดันในระบบขับเคลื่อนกำลัง เพลา เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องทำความเย็น ตัวเรือ โซนาร์ห่อหุ้ม และอื่นๆ อีกมากมาย การใช้ไทเทเนียมครั้งแรกบนตัวเรือคือเรือดำน้ำระดับอัลฟ่าของอดีตสหภาพโซเวียต ต่อมา ไทเทเนียมถูกนำมาใช้ในการวิจัยใต้ทะเลลึกเทียมหรือไร้คนขับ และเรือดำน้ำช่วยเหลือใต้ทะเลลึก ไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมใช้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างทั่วไป และโลหะผสม Ti-6Al-4V ใช้สำหรับภาชนะรับความดัน ตามรายงาน การใช้ไทเทเนียมในโครงสร้างตัวเรือไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักของตัวเรือ เพิ่มน้ำหนักบรรทุกที่มีประสิทธิภาพ แต่ยังช่วยลดการบำรุงรักษาและยืดอายุการใช้งานของเรืออีกด้วย อลูมิเนียมอัลลอยด์ เหล็กเหนียว และวัสดุโครงสร้างตัวถังอื่นๆ โดยทั่วไปต้องการการบำรุงรักษาภายใน 10 ปี ในขณะที่วัสดุไทเทเนียมแทบจะไม่ต้องการการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม และอายุการใช้งานของวัสดุเหล่านี้สามารถขยายจากปกติ 20 ปีเป็น 30 ถึง 40 ปี การวิจัยของญี่ปุ่นเกี่ยวกับโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับเรือสำรวจใต้ทะเลลึกประสบผลสำเร็จ ห้องแรงดัน "Deep-Sea 6500" เกือบทั้งหมดที่สามารถรองรับผู้ปฏิบัติงานได้ 3 คนใช้โลหะผสมไทเทเนียม นี่เป็นผลมาจากความพยายามระยะยาวที่อู่ต่อเรือ Mitsubishi Heavy Industries Kobe เรือดำน้ำใช้ไทเทเนียมเป็นจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น เรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มีความลึกในการดำน้ำ 900 ม. จะใช้ไทเทเนียมมากถึง 3,500 ตัน

2.6 การประมงทะเล มีรายงานว่าการประมงของญี่ปุ่นได้เปลี่ยนจากการประมงเป็นการเลี้ยงปลา และมีการเพาะเลี้ยงปลาสิงโต ปลาลิ้นหมา ปลาไหล ฯลฯ ในเทคโนโลยีการผสมพันธุ์เทียมมีการใช้ตาข่ายโลหะไทเทเนียมและท่อแลกเปลี่ยนความร้อนไทเทเนียมเพื่อรักษาอุณหภูมิน้ำทะเลที่แน่นอน วัฒนธรรมประดิษฐ์ของปลาเก๋าได้รับการตระหนักในพื้นที่ชายฝั่งทะเลของฝูเจี้ยนในประเทศของฉัน และตะกร้าเพาะเลี้ยงชนิดแผ่นไทเทเนียมที่ใช้นั้นได้นำประโยชน์ที่ยอดเยี่ยมมาสู่วัฒนธรรมของปลาเก๋า

2.7 การแปลงพลังงานความร้อนในมหาสมุทร มีพลังงานจำนวนมากในมหาสมุทร เช่น พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง พลังงานคลื่น พลังงานความต่างของอุณหภูมิ พลังงานกระแสน้ำในมหาสมุทร และพลังงานความต่างของเกลือ เป็นต้น เนื่องจากการขาดแคลนพลังงานที่เพิ่มขึ้นในโลก ผู้คนจะมีความสนใจในการพัฒนาและการใช้พลังงานจากมหาสมุทรมากขึ้น โครงการผลิตไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงได้รับการวิจัยและพัฒนา หลักการผลิตไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกคือการใช้น้ำทะเลที่มีอุณหภูมิสูงบนพื้นผิวมหาสมุทรเพื่อทำให้แอมโมเนียหรือฟรีออนกลายเป็นไอเพื่อขับเคลื่อนกังหันเพื่อหมุนและผลิตไฟฟ้า จากนั้นใช้น้ำทะเลอุณหภูมิต่ำในมหาสมุทรลึกเพื่อทำให้แอมโมเนียกลายเป็นไอเย็นลง หรือฟรีออนเพื่อสร้างระบบเครื่องยนต์ความร้อนรอบต่อเนื่อง อุปกรณ์หลักสำหรับการผลิตพลังงานไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก ได้แก่ เครื่องระเหย คอนเดนเซอร์ ท่อดูดน้ำทะเล ลูป ฯลฯ ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนเท่านั้น แต่ยังต้องการความต้านทานการกัดกร่อนของแอมโมเนียและฟลูออรีนด้วย ไทเทเนียมและโลหะผสมไม่เพียงแต่มีความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้ดีเท่านั้น แต่ยังทนทานต่อการกัดกร่อนด้วยแอมโมเนียและฟลูออรีนด้วย ดังนั้นไทเทเนียมจึงเป็นวัสดุที่เหมาะที่สุด เครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์แบบท่อไทเทเนียมถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น และได้ผลลัพธ์ที่ดี

(3) อนาคต

ในฐานะตลาดไทเทเนียมที่กำลังเกิดใหม่ วิศวกรรมทางทะเลได้พัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิกฤติพลังงานโลกทวีความรุนแรงขึ้นทุกประเทศทั่วโลกจะลงทุนทรัพยากรบุคคลและวัสดุจำนวนมากเพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรน้ำมันก้นทะเลและทรัพยากรแร่อื่นๆ จากแนวโน้มการขาดแคลนน้ำจืดทั่วโลก ประเทศชายฝั่งทะเลทั้งหมดจะใช้น้ำทะเลเพื่อผลิตน้ำจืด การแข่งขันที่รุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ ของอุปกรณ์ทางเรือของมหาอำนาจทางทหารต่างๆ ไม่สามารถแยกออกจากวัสดุไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมได้ ดังนั้นการประยุกต์ใช้ไทเทเนียมและโลหะผสมในงานวิศวกรรมทางทะเลจะกว้างขวางมากขึ้นเรื่อยๆ คาดว่าไทเทเนียมสำหรับวิศวกรรมทางทะเลคาดว่าจะกลายเป็นตลาดการใช้งานที่ใหญ่กว่าสำหรับวัสดุไทเทเนียม