Gr1 υλικά τιτανίου και κραμάτων τιτανίου στο πλοίο σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, εκτός από τα αντικείμενα του πλοίου και τις εγκαταστάσεις καμπίνας εκτός όλου του μεγάλου εξοπλισμού, εξαρτήματα και εξαρτήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υλικά τιτανίου και κράματος τιτανίου, όπως ηλεκτρονικά συστήματα πληροφοριών , συστήματα ισχύος, βοηθητικά συστήματα, δομικά στοιχεία κύτους, συστήματα πρόωσης και ούτω καθεξής. Τα ξένα υλικά από κράμα τιτανίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε δομικά υλικά κύτους, αντλίες πλοίων, βαλβίδες, αγωγούς και άλλα αξεσουάρ, ηλεκτροκίνητες συσκευές, εναλλάκτες θερμότητας, συμπυκνωτές, ψύκτες, εξατμιστές, ακουστικές συσκευές κ.λπ. Τα εγχώρια υλικά από κράμα τιτανίου χρησιμοποιούνται κυρίως στο βαθύ υποβρύχιο, τις ηλεκτροκίνητες συσκευές, τα ραντάρ πλοίων, τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό, τους συνδετήρες και ούτω καθεξής.
1. Ανθεκτικό στην πίεση κέλυφος
Στον ναυτικό τομέα, η κύρια εφαρμογή του ανθεκτικού στην πίεση κελύφους από κράμα τιτανίου είναι το βαθύ υποβρύχιο και το υποβρύχιο. Η ειδική αντοχή του κράματος τιτανίου, η καλή αντοχή στη διάβρωση, τα μη μαγνητικά και άλλα χαρακτηριστικά το καθιστούν ένα υλικό υψηλής ποιότητας για την κατασκευή ανθεκτικών στην πίεση κελυφών για εξοπλισμό βαθέων υδάτων.
Η Ρωσία είναι η πρώτη χώρα που χρησιμοποιεί γάστρα ανθεκτικά στην πίεση από κράμα τιτανίου σε πυρηνικά υποβρύχια και είναι επίσης ηγέτης στον τομέα της τεχνολογίας στον κόσμο. Από τη δεκαετία του 1960, η Ρωσία (πρώην Σοβιετική Ένωση) έχει κατασκευάσει μια σειρά υποβρυχίων από τιτάνιο. Στην αρχή, η Ρωσία κατασκεύασε το πυρηνικό υποβρύχιο με πυραύλους κρουζ τιτανίου Νο. 661, το οποίο ήταν δοκιμαστικό σκάφος. Αργότερα, η Ρωσία κατασκεύασε επτά υποβρύχια τιτανίου κατηγορίας Alpha, ένα υποβρύχιο κατηγορίας Mack και τέσσερα υποβρύχια κατηγορίας Sera. Αυτά τα πυρηνικά υποβρύχια είναι όλα τύπου επίθεσης, όπου η ποσότητα κράματος τιτανίου που χρησιμοποιείται στα υποβρύχια τιτανίου κατηγορίας "Alpha" φτάνει τους 3,000 τόνους. Το ρωσικής κατασκευής πυρηνικό υποβρύχιο κλάσης "Typhoon" είναι το μεγαλύτερο υποβρύχιο στον κόσμο από άποψη όγκου και χωρητικότητας και η ποσότητα τιτανίου που χρησιμοποιείται σε αυτό φτάνει τους 9,000 τόνους. Προς το παρόν, η τελευταία γενιά ρωσικών υποβρυχίων κλάσης «North» είναι η μεγαλύτερη στον κόσμο από άποψη όγκου και χωρητικότητας. Η τελευταία γενιά πυρηνικών υποβρυχίων κλάσης "God of the North Wind" της Ρωσίας χρησιμοποιεί επίσης κέλυφος από κράμα τιτανίου ανθεκτικό στην πίεση.
Πρόοδος έρευνας και εφαρμογής κράματος τιτανίου
Μια άλλη σημαντική εφαρμογή του κελύφους από κράμα τιτανίου ανθεκτικό στην πίεση είναι το βαθύ υποβρύχιο. Το επανδρωμένο υποβρύχιο "Jiaolong" είναι το επανδρωμένο υποβρύχιο της Κίνας που αναπτύχθηκε μόνος του, σχεδιασμένο για μέγιστο βάθος κατάδυσης άνω των 7000 μέτρων. "Το ανθεκτικό στην πίεση κέλυφος του Jiaolong χρησιμοποιεί κράμα τιτανίου. Επί του παρόντος, τα περισσότερα από τα μεγαλύτερα επανδρωμένα υποβρύχια στον κόσμο με μεγάλα βάθη χρησιμοποιούν υλικό από κράμα τιτανίου ως υλικό προετοιμασίας για το ανθεκτικό στην πίεση κέλυφος. Για παράδειγμα, οι Ηνωμένες Πολιτείες Alvin και NewAlvin, Το "Jiaolong" της Κίνας, το Nautile της Γαλλίας, το Shinkai6500 της Ιαπωνίας και άλλα επανδρωμένα υποβρύχια υλικά μεγάλου βάθους είναι το κράμα τιτανίου [9] Το κράμα τιτανίου έχει γίνει το προτιμώμενο υλικό για το ανθεκτικό στην πίεση κέλυφος των βαθέων υποβρυχίων.
2. Συσκευή προώθησης ισχύος
Η προπέλα του πλοίου επηρεάζεται από το θαλασσινό νερό και το ωκεάνιο κλίμα, το υλικό της έλικας πρέπει να έχει υψηλή αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στη σπηλαίωση. Σε σύγκριση με το κράμα χαλκού και τον χάλυβα, το κράμα τιτανίου έχει πλεονεκτήματα στην αντοχή στη διάβρωση και στην αντοχή στη σπηλαίωση. Επιπλέον, λόγω της μικρής πυκνότητας του κράματος τιτανίου, όταν κατασκευάζονται προπέλες ίδιου μεγέθους, η μάζα των ελίκων από κράμα τιτανίου είναι μικρή σε σύγκριση με άλλα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως. Ως αποτέλεσμα, τα πλοία που χρησιμοποιούν έλικες από κράμα τιτανίου έχουν υψηλότερη απόδοση κίνησης. Σε συνδυασμό με την υψηλή αντοχή στη διάβρωση και την αντοχή στη σπηλαίωση των ελίκων από κράμα τιτανίου, η συντήρηση και η συντήρησή τους θα είναι ευκολότερη, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής της προπέλας. Το κράμα τιτανίου είναι ιδανικό υλικό για ναυτικές προπέλες.
Η Ρωσία, η Βρετανία και ούτω καθεξής από τη δεκαετία του 1960 άρχισαν να προσπαθούν να χρησιμοποιούν έλικες από κράμα τιτανίου στα πλοία. Όπως η Ρωσία στην κλάση «Alpha» και τα πυρηνικά υποβρύχια κλάσης «Mike» έχουν χρησιμοποιήσει έλικες τιτανίου. Οι Ηνωμένες Πολιτείες ήταν επίσης σε πολλά πλοία που χρησιμοποιούν έλικες τιτανίου. Για παράδειγμα, το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ στην κατηγορία 50t ερευνητικού υποβρύχιου κυνηγού με διάμετρο 812,8 mm, με τρεις λεπίδες, αποσπώμενες, έλικες από κράμα τιτανίου εξαιρετικά κενού. Υψηλής ταχύτητας κανονιοφόρο «Asheville» που χρησιμοποιεί προπέλα τιτανίου μεταβλητού βήματος με τέσσερις λεπίδες. Το μεγάλο στρατιωτικό σκάφος υδροπτέρυγων των ΗΠΑ "Plainview" χρησιμοποιείται από την προπέλα Ti{8}}Al-4V κατασκευασμένης με διάμετρο 1,52 m, τεσσάρων λεπίδων, αποσπώμενη, εξαιρετικά σπηλαιωμένης προπέλας από κράμα τιτανίου. Η Κίνα έχει επίσης αναπτύξει με επιτυχία μια ποικιλία ελίκων από κράμα τιτανίου και έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε πολλά πλοία. Για παράδειγμα, το 1972, η επιτυχής ανάπτυξη των έλικων υδροπτέρυγων Ti-5Al-2.5Sn και Ti-6Al-4V από κράμα τιτανίου, μέχρι στιγμής έχει χρησιμοποιηθεί σε αριθμός πλοίων. Τα αποτελέσματα πολλών ετών χρήσης δείχνουν ότι η αντίσταση στη διάβρωση της έλικας από κράμα τιτανίου, η διάρκεια ζωής της είναι η παραδοσιακή προπέλα από κράμα χαλκού 3 φορές περισσότερο.
Εκτός από την προπέλα του πλοίου, στη μηχανή του πλοίου χρησιμοποιούνται και υλικά από κράμα τιτανίου. Όπως το ρωσικής κατασκευής παγοθραυστικό ατομικής ισχύος που χρησιμοποιεί υλικά από κράμα τιτανίου που περιέχουν ατμομηχανές. Η χρήση της συσκευής πρόωσης ισχύος από κράμα τιτανίου, μπορεί να κάνει το πλοίο στη ναυσιπλοΐα να μην κόβεται από τις μαγνητικές γραμμές δύναμης της γης και να παράγει μεγάλο ρεύμα επαγωγής. Επιπλέον, ορισμένα πλοία της συσκευής πρόωσης με πίδακα νερού χρησιμοποιούν επίσης υλικά από κράμα τιτανίου, όπως το SES των Ηνωμένων Πολιτειών-100Ένα δοκιμαστικό σκάφος και το τορπιλοβόλο της Ιαπωνίας "PT-10". Η συσκευή πρόωσης με πίδακα νερού που χρησιμοποιεί βιομηχανικά καθαρά σφυρήλατα από τιτάνιο και κράμα τιτανίου, μειώνοντας την ποιότητα της συσκευής, βελτιώνει την απόδοση της συσκευής πρόωσης με πίδακα νερού.
3. Αντλίες, βαλβίδες, σωλήνες και άλλα εξαρτήματα
Η ρωσική απαίτηση για τη λειτουργία συστημάτων σωληνώσεων στα πλοία είναι ότι τα δομικά υλικά θα πρέπει να εγγυώνται διάρκεια ζωής 8 έως 9 ετών πριν από την πρώτη ελλιμενοποίηση για επισκευές και όχι λιγότερο από 15 χρόνια πριν από την πλήρη αντικατάσταση του συστήματος. Αυτή η απαίτηση διασφαλίζει ότι όλες οι κατηγορίες πλοίων μπορούν να είναι σε αποτελεσματική υπηρεσία για 25-30 χρόνια. Τα πλοία λειτουργούν στη θάλασσα, επομένως οι αντλίες, οι βαλβίδες, οι σωληνώσεις και άλλα εξαρτήματα στα πλοία εκτίθενται στο σκληρό θαλάσσιο περιβάλλον.
Το σύστημα σωληνώσεων των ρωσικών πολιτικών πλοίων χρησιμοποιεί γενικά σωλήνες χαλκού M3C, σωλήνες από κράμα χαλκού MH-5-1 ανάλογα με την ταχύτητα ροής του νερού, ενώ οι βαλβίδες, οι αντλίες και οι εναλλάκτες θερμότητας χρησιμοποιούν κράματα χαλκού. Εάν οι σωληνώσεις του πλοίου που χρησιμοποιούν υλικά από κράμα χαλκού, κατά το δεύτερο έτος μπορεί να έχει προκληθεί ζημιά από διάβρωση, είναι δύσκολο να ικανοποιηθούν οι προαναφερθείσες απαιτήσεις χρήσης. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις, μπορεί να χρειαστεί να γίνει πάχυνση του πάχους των σωληνώσεων και ταυτόχρονα, για να εξασφαλιστεί η ταχύτητα ροής του νερού, είναι απαραίτητο να επεκταθεί η διάμετρος των σωληνώσεων. Το βάρος και το κόστος του συνολικού συστήματος σωληνώσεων του πλοίου αυξάνεται.
Ωστόσο, οι αντλίες, οι βαλβίδες και οι σωλήνες των ρωσικών πολεμικών πλοίων κατασκευάζονται συχνότερα από κράμα τιτανίου. Τα πολεμικά πλοία βρίσκονται σε υπηρεσία για μεγάλο χρονικό διάστημα και η χρήση τους έχει αποδείξει ότι οι σωλήνες από κράμα τιτανίου, οι βαλβίδες, οι αντλίες, οι εναλλάκτες θερμότητας και άλλα προϊόντα είναι εξαιρετικά ανθεκτικά στη διάβρωση του θαλασσινού νερού και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής. Εάν όλη η χρήση του συστήματος εισαγωγής νερού του πλοίου κατασκευής τιτανίου, μπορεί να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του συστήματος και να βελτιώσει την αξιοπιστία της χρήσης.
Το Ναυτικό των ΗΠΑ χρησιμοποιεί συστήματα σωληνώσεων από κράμα τιτανίου στα πλοία. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές σωληνώσεις από κράμα χαλκού-νικελίου, η αντίσταση στη διάβρωση κράματος τιτανίου, ακόμη και στη ροή υψηλής ταχύτητας του θαλασσινού νερού (ρυθμός ροής 13 m/s), δεν θα είναι διάβρωση καθαρισμού θαλασσινού νερού, ειδικά για το μέσο εργασίας για την κίνηση του θαλασσινού νερού , υψηλής ταχύτητας ροής, σωληνώσεις υψηλής πίεσης. Επομένως, για να εξασφαλιστεί η ίδια ροή θαλασσινού νερού, η υψηλή αντοχή στη διάβρωση του κράματος τιτανίου επιτρέπει στο σχεδιασμό του αγωγού να είναι λεπτότερος, η διάμετρος του σωλήνα γίνεται μικρότερη, ο χώρος που καταλαμβάνει το πλοίο γίνεται μικρότερος, η ευελιξία της διάταξης της ενίσχυσης του Το κόστος συντήρησης έχει επίσης μειωθεί. Επιπλέον, η χαμηλή πυκνότητα των κραμάτων τιτανίου, η οποία είναι περίπου η μισή από εκείνη των κραμάτων χαλκού-νικελίου, επιτρέπει την κατασκευή μικρότερων μαζών σωληνώσεων, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της ποσότητας του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για τη στήριξη των σωληνώσεων. Το φορτίο στο πλοίο μειώνεται και η κατανάλωση καυσίμου μειώνεται.
4.Ακουστική συσκευή
Οι ακουστικές συσκευές στο πλοίο μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν υλικά από κράμα τιτανίου, όπως εκτροπέα σόναρ, εξαρτήματα υδροακουστικού μετατροπέα, μικρόφωνα, εξαρτήματα τηλεφώνου και άλλη κατασκευή. Το σόναρ είναι ο πιο αποτελεσματικός εξοπλισμός για την ανίχνευση στόχων υποβρύχια. Η χώρα μας χρησιμοποιεί ως επί το πλείστον ανοξείδωτο χάλυβα και υαλοβάμβακα ενισχυμένο με ίνες, αλλά σε σύγκριση με τα υλικά από κράμα τιτανίου, η απόδοση μετάδοσης του ήχου και η αντοχή στην κρούση είναι σχετικά αδύναμη. Η Ρωσία έχει εκτροπέα σόναρ από κράμα τιτανίου που εφαρμόζεται στο πυρηνικό υποβρύχιο "Kursk", το αεροπλανοφόρο "Minsk", το αεροπλανοφόρο "Κίεβο", κ.λπ., το πραγματικό αποτέλεσμα ανίχνευσης σόναρ είναι καλύτερο.
Τα πλοία αποτελούν σημαντικό μέρος της εθνικής ναυτικής ισχύος και είναι πολύ σημαντικό να επιλέγουμε εξαιρετικά υλικά για τη ναυπηγική. Το υλικό από κράμα τιτανίου έχει πολλές εξαιρετικές ιδιότητες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως στη ναυπηγική. Η Ε&Α και η εφαρμογή κράματος τιτανίου για πλοία στις παγκόσμιες στρατιωτικές δυνάμεις έχουν αναπτυχθεί εδώ και δεκαετίες, και υπάρχουν πολλές επιτυχημένες περιπτώσεις κράματος τιτανίου σε κύτους πλοίων, συσκευές προώθησης ισχύος, αγωγούς, σόναρ κ.λπ. Επί του παρόντος, αυτές οι χώρες εξακολουθούν να χρησιμοποιούν τιτάνιο κράμα για πλοία. Επί του παρόντος, αυτές οι χώρες εξακολουθούν να θεωρούν το κράμα τιτανίου ως ένα νέο υλικό στρατηγικής σημασίας και δίνουν έμφαση στην έρευνα και την εφαρμογή του κράματος τιτανίου. Στο μέλλον, θα υπάρχουν όλο και περισσότερα υλικά από κράμα τιτανίου με εξαιρετική απόδοση και επιτυχημένες περιπτώσεις εφαρμογής.
