一、鈦材特性：海水腐蝕環(huán)境的天然克星

1. 鈦管海水冷凝器耐全面腐蝕：在 pH 7~9、溫度≤120℃的海水中，鈦的腐蝕速率＜0.001mm / 年，遠(yuǎn)優(yōu)于銅鎳合金（0.05mm / 年）和不銹鋼（0.1mm / 年）；

2. 抗局部腐蝕：鈦在海水中的點(diǎn)蝕電位＞+1.2V（vs SCE），不會發(fā)生點(diǎn)蝕與縫隙腐蝕，而 316L 不銹鋼在海水中點(diǎn)蝕電位僅為 + 0.2V；

3. 耐海生物附著：鈦表面的化學(xué)惰性使藻類、貝類等海生物難以附著，比銅鎳合金減少 70% 以上生物污損。

二、核心結(jié)構(gòu)與工作原理

1. 管殼式鈦管冷凝器：主流應(yīng)用方案

• 結(jié)構(gòu)組成：

• 換熱管：鈦管（外徑 19~25mm，壁厚 0.5~1mm），采用光管或螺紋管（傳熱系數(shù)提升 20%）；

• 管板：鈦鋼復(fù)合板（鈦層厚度≥3mm），與鈦管采用爆炸焊或強(qiáng)度脹接；

• 殼體：Q345R 鋼 + 環(huán)氧玻璃鱗片涂層（厚度≥800μm）。

• 工作流程：
  海水走管程（流速 1.5~3m/s），高溫工藝流體走殼程，通過鈦管壁進(jìn)行熱交換，典型傳熱系數(shù)可達(dá) 1500~2500W/(㎡?K)，是銅鎳合金的 1.3 倍。

2. 板式鈦冷凝器：緊湊高效的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

• 核心特點(diǎn)：

• 鈦板（厚度 0.5mm）壓制波紋結(jié)構(gòu)，換熱面積密度達(dá) 250~300㎡/m3，比管殼式高 3 倍；

• 采用全鈦焊接式結(jié)構(gòu)（無墊片），適應(yīng)高溫高壓工況（設(shè)計(jì)溫度≤200℃，壓力≤2.5MPa）。

三、典型應(yīng)用場景與技術(shù)需求

1. 船舶動力系統(tǒng)冷卻

• 應(yīng)用案例：LNG 運(yùn)輸船的雙燃料發(fā)動機(jī)缸套水冷卻，單臺冷凝器換熱面積達(dá) 1000㎡，鈦管用量超 5000 米。

• 技術(shù)要點(diǎn)：

• 抗振動設(shè)計(jì)：鈦管固有頻率避開船舶主機(jī)振動頻率，防止流體誘導(dǎo)振動疲勞；

• 防沖擊腐蝕：海水入口設(shè)置導(dǎo)流板，避免高速水流直接沖刷鈦管入口端。

2. 海洋石油平臺工藝?yán)鋮s

• 關(guān)鍵場景：深海油氣田 FPSO 的天然氣脫水裝置，處理量達(dá) 3000m3/d，要求耐高壓（殼程設(shè)計(jì)壓力 1.6MPa）與抗 Cl?應(yīng)力腐蝕。

• 材料升級：采用 TA2+TA9（Ti-0.3Mo-0.8Ni）復(fù)合管，在高氯含量（Cl?＞50000ppm）海水中仍保持優(yōu)異耐蝕性。

3. 沿海核電與海水淡化

• 核電場景：核電站冷凝器用鈦管長度超 10 萬米，要求鈦管純度≥99.5%，氧含量≤0.18%，確保長期安全運(yùn)行；

• 海水淡化：多效蒸餾（MED）裝置的預(yù)熱器，鈦管傳熱效率比不銹鋼高 40%，且無腐蝕產(chǎn)物污染淡水。

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