نظرًا لخصائص مقاومة التآكل الممتازة التي يتمتع بها سبائك التيتانيوم، فإنها تُستخدم على نطاق واسع في المجال البتروكيماوي.
منصات النفط البحرية: تحتاج منصات استكشاف النفط البحري إلى التحمل الطويل للتآكل الناتج عن مياه البحر والتآكل الإجهادي. تُستخدم سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في أعمدة المنصات النفطية، ودعامات الحبال، والمضخات عالية الضغط، وأنابيب الرفع، والوصلات وغيرها من الأجزاء بفضل مقاومتها الممتازة للتآكل. وتتميز سبائك التيتانيوم بقوة نوعية أعلى، ومدى أوسع لدرجة حرارة التشغيل، وقدرة أكبر على التمدد المرن، ومعامل تمدد أقل، وخصائص غير مغناطيسية، وسهولة أكبر في المعالجة، مما يجعلها شائعة جدًا في المعدات البترولية. وهي مناسبة لتصنيع قضبان الحفر، وأطواق الحفر، والمضخات، والصمامات، ومبادلات الحرارة، والأنابيب وغيرها من المعدات، ويمكنها تلبية متطلبات الاستخدام العادية لمختلف وسائل الكشف، والاتصالات، والتحكم. على سبيل المثال، تستخدم منصة حفر النفط في بحر الشمال بالولايات المتحدة 100 مبادل حراري تيتانيومي؛ كما استخدم مشروع هيدوروم في النرويج أول عمود رأسي عالمي عالي الضغط مصنوع من التيتانيوم.
معدات حفر وإنتاج النفط: تُظهر سبائك التيتانيوم أداءً جيدًا في عمليات حفر النفط والغاز، خاصة في البيئات شديدة التآكل. على سبيل المثال، استخدمت المملكة المتحدة معدات حفر وإنتاج من التيتانيوم على عمق 600 متر ودرجة حرارة 262°م وتحتوي على 5٪ من كبريتيد الهيدروجين و25٪ كلوريد الصوديوم. كما استخدم الاتحاد السوفيتي سابقًا مضخات تيتانيومية وصمامات تيتانيومية ومعدات تيتانيومية لغسل المياه المالحة. وفي الصين، وبهدف حل مشكلة التآكل تحت ظروف درجات الحرارة والضغط العاليين في رؤوس آبار الغاز الطبيعي، يتم استخدام ألواح صمامات Ti-6Al-4V ومقاعد الصمامات وجذوع الصمامات.
أنبوب الحفر: نظرًا لامتلاك سبائك التيتانيوم خصائص القوة العالية والكثافة المنخفضة ومقاومة جيدة للزلازل والتآكل، فإنها تُؤدّي أداءً جيدًا في الظروف ذات درجات الحرارة العالية وكبريتيد الهيدروجين والبيئات الحمضية شديدة التآكل، خاصةً في ظروف الآبار المعقدة مثل الآبار فائقة العمق ونصف القطر القصير. وقد أكد المختبر أنه تحت إجهاد دوري يتراوح بين 30,000 رطل/بوصة مربعة و40,000 رطل/بوصة مربعة، فإن عمر التعب لسبائك التيتانيوم يفوق بـ 10 مرات عمر الفولاذ العادي. إن القوة النوعية لقضبان الحفر من سبائك التيتانيوم تبلغ 3.5 أضعاف الفولاذ المقاوم للصدأ، و1.3 ضعف سبائك الألومنيوم، و1.6 ضعف سبائك المغنيسيوم. وتُعد خصائص القوة العالية والكثافة المنخفضة لسبائك التيتانيوم عاملًا يعزز السلامة والمتانة، مما يجعلها مناسبة لعمليات الحفر في ظروف آبار معقدة مثل الآبار فائقة العمق وآبار نصف القطر القصير.
المعدات الكيميائية: تُستخدم سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في الإنتاج الكيميائي في أبراج التقطير، والمحفزات، وأوعية الضغط، ومبادلات الحرارة، والمرشحات، ومضخات الأجهزة القياسية، والصمامات، والأنابيب، والمعدات الأخرى نظرًا لمقاومتها الممتازة للتآكل. وبخاصة في عملية تكرير النفط الخام، عندما يكون هناك محتوى عالٍ من الكبريت والملح، فإن استخدام المعدات التيتانية يكون مناسبًا جدًا. وقد تم استخدام مواد التيتانيوم وسبائكه بنجاح في وحدات التقطير الجوي، والمبردات، وتطبيقات أخرى في الخارج.
المعدات الكيميائية: تلعب سبائك التيتانيوم دورًا مهمًا بشكل خاص في صناعة الكلور-القلوي، وتُستخدم في تصنيع أنودات المعادن للمحللات الكهربائية، وأجهزة التحليل الكهربائي بأغشية الأيونات، ومبردات الكلور الرطب، وسخانات مياه الملح المكرر، وأبراج إزالة الكلور، ومنظفات تبريد الكلور، وغيرها. في عملية إنتاج كربونات الصوديوم، فإن استخدام أنابيب التيتانيوم بدلًا من أنابيب الحديد الزهر يحسن بشكل كبير مقاومة التآكل ويطيل عمر المعدات، حيث يُتوقع أن يتجاوز عمرها الافتراضي 20 عامًا، مما يحقق فوائد اقتصادية كبيرة. وفي عملية تنقية غاز فرن الكوك، وبما أن الغاز يحتوي على مواد شديدة التآكل مثل كبريتيد الهيدروجين (H2S) والأمونيا (NH3) والسيانيد الهيدروجيني (HCN)، فإن المعدات تتعرض للتآكل الشديد. ولذلك تُستخدم المواد التيتانية في المعدات الرئيسية في الدول الأجنبية.
معدات تحلية مياه البحر: تُستخدم سبائك التيتانيوم أيضًا في معدات تحلية مياه البحر، وبخاصة في أنابيب نقل الحرارة والمكثفات. وبفضل مقاومتها للتآكل وخصائصها الخفيفة الوزن، فإن أنابيب التيتانيوم قد حلّت تدريجيًا محل أنابيب السبائك النحاسية الأصلية.
EN
