Do đặc tính chống ăn mòn tuyệt vời của hợp kim titan, nó được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa dầu.
Các giàn khoan dầu ngoài khơi: Các giàn khoan thăm dò dầu ngoài khơi cần phải chịu được ăn mòn do nước biển và ăn mòn ứng suất trong thời gian dài. Hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận như trụ giàn khoan, giá đỡ dây cáp, bơm áp lực cao, ống nâng, khớp nối nhờ khả năng chống ăn mòn vượt trội. Hợp kim titan có độ bền riêng cao hơn, dải nhiệt độ làm việc rộng hơn, khả năng biến dạng đàn hồi lớn hơn, hệ số giãn nở thấp hơn, tính chất không từ tính và dễ gia công hơn, khiến nó trở nên phổ biến trong thiết bị dầu khí. Nó phù hợp để chế tạo cần khoan, cổ khoan, bơm, van, thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống và các thiết bị khác, có thể đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường của các phương tiện phát hiện, truyền thông và điều khiển khác nhau. Ví dụ, giàn khoan dầu Bắc Hải của Hoa Kỳ sử dụng 100 thiết bị trao đổi nhiệt bằng titan; Dự án Heidurum ở Na Uy đã sử dụng trục đứng áp lực cao bằng titan đầu tiên trên thế giới.
Thiết bị khoan và khai thác dầu khí: Các hợp kim titan hoạt động tốt trong khoan dầu và khí, đặc biệt trong môi trường ăn mòn cao. Ví dụ, Vương quốc Anh đã sử dụng thiết bị khoan và khai thác bằng titan ở độ sâu 600m với nhiệt độ 262°C và chứa 5% H2S cùng 25% NaCl. Liên Xô trước đây cũng đã sử dụng bơm titan, van titan và thiết bị rửa nước muối bằng titan. Ở Trung Quốc, để giải quyết vấn đề ăn mòn trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao tại các đầu giếng khí tự nhiên, người ta sử dụng các tấm van, ghế van và cần van Ti-6Al-4V bằng titan.
Ống khoan: Do hợp kim titan có đặc tính độ bền cao, mật độ thấp, khả năng chống rung tốt và khả năng chống ăn mòn, nên nó hoạt động hiệu quả trong các điều kiện nhiệt độ cao, có chứa khí sunfua hydro, axit và môi trường ăn mòn mạnh, đặc biệt phù hợp với các điều kiện giếng khoan phức tạp như giếng siêu sâu và giếng bán kính ngắn. Phòng thí nghiệm đã xác nhận rằng dưới tác động của ứng suất chu kỳ từ 30.000 psi đến 40.000 psi, tuổi thọ mỏi của titan cao gấp 10 lần so với thép thông thường. Độ bền riêng của cần khoan hợp kim titan cao gấp 3,5 lần so với thép không gỉ, gấp 1,3 lần so với hợp kim nhôm và gấp 1,6 lần so với hợp kim magie. Đặc tính độ bền cao và mật độ thấp của hợp kim titan giúp tăng độ an toàn và độ bền, rất phù hợp cho các hoạt động khoan trong điều kiện giếng phức tạp như giếng siêu sâu và giếng bán kính ngắn.
Thiết bị Hóa chất: Hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hóa chất ở các tháp chưng cất, phản ứng, thiết bị chịu áp lực, thiết bị trao đổi nhiệt, bộ lọc và các bơm, van, đường ống cũng như thiết bị đo lường khác nhờ khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Đặc biệt trong quá trình tinh chế dầu thô, khi có hàm lượng lưu huỳnh và muối cao, việc sử dụng thiết bị bằng titan là rất phù hợp. Các vật liệu titan và hợp kim titan đã được sử dụng thành công trong các đơn vị chưng cất khí quyển, thiết bị ngưng tụ và các ứng dụng khác ở nước ngoài.
Thiết bị Hóa chất: Hợp kim titan đặc biệt quan trọng trong ngành công nghiệp clor-kiềm và được sử dụng trong sản xuất các bộ điện phân cực dương bằng kim loại, thiết bị điện phân màng ion, bộ làm mát clo ướt, bộ gia nhiệt nước muối tinh chế, tháp khử clo, thiết bị rửa làm mát bằng clo, v.v. Trong quá trình sản xuất xô đa, việc sử dụng ống titan thay cho ống gang đã cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ thiết bị, tuổi thọ dự kiến trên 20 năm, mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt. Trong quá trình tinh chế khí lò cốc, do khí chứa H2S, NH3 và HCN có tính ăn mòn cao nên thiết bị bị ăn mòn nghiêm trọng. Do đó, các nước ngoài sử dụng vật liệu titan cho các thiết bị chính.
Thiết bị khử mặn nước biển: Các hợp kim titan cũng được sử dụng trong thiết bị khử muối nước biển, đặc biệt là trong các ống truyền nhiệt và bình ngưng. Nhờ đặc tính chống ăn mòn và nhẹ, các ống titan đã dần thay thế các ống hợp kim đồng nguyên bản.