Титановые сплавы. 
Особенности проектирования морских платформ для добычи нефти

Титановые сплавы, благодаря своим свойствам, нашли широкое применение в морской технике. Отличительной особенностью применения сплавов из титана является широкий спектр условий эксплуатации при длительном ресурсе. К тому же немаловажным является и разнообразие видов применяемых полуфабрикатов для изготовления судовых конструкций. Титан — незаменимый материал для строительства установок опреснения морской воды, в сооружении морских платформ для разведки месторождений, добычи нефти и природного газа на шельфе. На сегодняшний день тысячи тонн титана эксплуатируются в атомной энергетике, в судовых и наземных объектах, в опреснительных системах, в сфере морского нефте и газопромысла. Столь широкое применение этого материала обусловлено рядом его уникальных свойств:

• 1. Прочностные и коррозионные свойства. Титан по прочностным характеристикам аналогичен традиционным конструкционным сталям, но при этом на 45% легче. По коррозионной устойчивости титан превосходит многие широко применяемые конструкционные стали.
• 2. Эксплуатация при низких температурах. Титан и его сплавы характеризуются низкой температурой перехода от пластичного поведения к хрупкому и отличаются благоприятными уровнями вязкости разрушения даже при температурах ниже нуля градусов, и все титановые сплавы являются механически надежными при низких температурах как минимум вплоть до -100°С.
• 3. Наводораживание. Поглощение водорода и результирующее охрупчивание является общепризнанной опасностью для многих металлов в условиях их применения в морском нефте и газопромысле. Оксидная пленка на титане обычно служит отличной преградой для водорода. Существуют условия, при которых возникает проблема наводораживания титана, однако этого можно избежать при правильном подходе к проектированию.
• 4. Сопротивление эрозии и кавитации. С помощью титана можно легко обеспечивать перемещение морской воды, текущей со скоростью вплоть до 30 м/сек. Присутствие абразивных частиц в воде обуславливает снижение максимально допустимой скорости, но любой титановый сплав будет по своим рабочим характеристикам превосходить большинство других материалов в тех условиях, при которых его оксидная пленка в случае ее повреждения будет автоматически восстанавливаться благодаря эффекту самозалечивания. В тех случаях, когда имеются насосы достаточной мощности, скорости потока в системе титановых труб можно безопасно увеличивать, тем самым позволяя проектировать трубопроводы с трубами меньшего диаметра и меньшими радиусами загиба нитки. Выгодными последствиями использования титана являются экономия веса, пространства и затрат. В случае с титаном никакой защиты от эрозии на входе или выходе из трубопровода или в местах загиба нитки трубопровода не требуется.
• 5. Подходы к оценке затрат проекта. Не следует планировать бюджет для проекта титанового оборудования, исходя из стоимости по весу, особенно по весу стали или медных сплавов. Например, на стальных трубопроводах закладывается припуск на коррозию в размере 6 мм на сторону, учитывая при этом разницу в удельном весе титана и стали, томасса1п.м.трубы на Ду 200 из титана составит 12,2 кг, а из стали 09Г2С51,78 кг. Если к этому добавить экономию на эксплуатационных затратах за счет малого веса титановой конструкции и гарантированного длительного срока эксплуатации, то преимущества титана очевидны.

Морское применение титановых сплавов перспективно для следующих систем и оборудования для освоения нефтегазовых месторождений на шельфе:

• Ш глубоководные бурильные райзеры;
• Ш обсадные трубы;
• Ш добывающие райзеры;
• Ш насосы и системы забортной, питьевой, буровой и попутной воды;
• Ш трубопроводы циркуляционной системы технологических растворов;
• Ш сепараторы жидкостные, теплообменное оборудование различного назначения;
• Ш сосуды высокого давления;
• Ш высокопрочные гибкие растяжки для фиксации платформы.