Gr1 titánové materiály a materiály zo zliatin titánu v lodi na širokú škálu aplikácií, okrem lodných vecí a zariadení kabíny mimo všetkých veľkých zariadení, častí a komponentov sa môžu použiť na materiály z titánu a zliatin titánu, ako sú elektronické informačné systémy , energetické systémy, pomocné systémy, konštrukčné prvky trupu, pohonné systémy atď. Cudzie materiály z titánových zliatin sa používajú hlavne v konštrukčných materiáloch trupu, lodných čerpadlách, ventiloch, potrubiach a inom príslušenstve, poháňaných zariadeniach, výmenníkoch tepla, kondenzátoroch, chladičoch, výparníkoch, akustických zariadeniach atď.; Domáce materiály z titánovej zliatiny sa používajú hlavne v hlbinných ponorkách, zariadeniach poháňaných motorom, lodných radaroch, elektronických zariadeniach, spojovacích materiáloch atď.
1. Tlaku odolná škrupina
V námornej oblasti je hlavnou aplikáciou tlakovo odolného plášťa z titánovej zliatiny hlboké ponorky a ponorky. Špecifická pevnosť titánovej zliatiny, dobrá odolnosť proti korózii, nemagnetické a ďalšie vlastnosti z nej robia vysokokvalitný materiál na výrobu tlakovo odolných škrupín pre hlbokomorské zariadenia.
Rusko je prvou krajinou, ktorá používa trupy z titánovej zliatiny odolné voči tlaku na jadrových ponorkách, a je tiež svetovým technologickým lídrom. Od 60. rokov minulého storočia Rusko (bývalý Sovietsky zväz) postavilo sériu titánových ponoriek. Na začiatku Rusko postavilo titánovú raketovú jadrovú ponorku č. 661, ktorá bola skúšobnou loďou. Neskôr Rusko postavilo sedem titánových ponoriek triedy Alpha, jednu ponorku triedy Mack a štyri ponorky triedy Sera. Všetky tieto jadrové ponorky sú útočného typu, v ktorých množstvo titánovej zliatiny používanej v titánových ponorkách triedy "Alpha" dosahuje 3,000 t. Ruská jadrová ponorka triedy „Typhoon“ je najväčšou ponorkou na svete z hľadiska objemu a tonáže a množstvo titánu v nej použitého dosahuje 9,000 t. V súčasnosti je najnovšia generácia ruských ponoriek triedy „Sever“ najväčšia na svete z hľadiska objemu a tonáže. Najnovšia ruská generácia jadrových ponoriek triedy „Boh severného vetra“ tiež používa tlakovo odolný plášť z titánovej zliatiny.
Pokrok vo výskume a aplikácii zliatin titánu
Ďalšou dôležitou aplikáciou plášťa z titánovej zliatiny odolného voči tlaku je hlboká ponorka. Ponorná loď s ľudskou posádkou „Jiaolong“ je vlastná čínska ponorná loď s ľudskou posádkou, navrhnutá pre maximálnu hĺbku ponoru viac ako 7000 metrov. "Tlaku odolná škrupina Jiaolong používa titánovú zliatinu. V súčasnosti väčšina hlavných svetových ponorných lodí s ľudskou posádkou s veľkými hĺbkami používa materiál z titánovej zliatiny ako prípravný materiál pre tlakovo odolnú škrupinu. Napríklad USA Alvin a NewAlvin, Čínsky „Jiaolong“, francúzsky Nautile, japonský Shinkai6500 a ďalšie materiály na ponorné škrupiny s veľkou hĺbkou s posádkou sú zliatinou titánu [9].
2. Silové hnacie zariadenie
Vrtuľa lode je ovplyvnená morskou vodou a oceánskou klímou, materiál vrtule musí mať vysokú odolnosť proti koróznej únave a odolnosť voči kavitácii. V porovnaní so zliatinou medi a oceľou má zliatina titánu výhody v odolnosti proti koróznej únave a odolnosti voči kavitácii. Okrem toho v dôsledku malej hustoty titánovej zliatiny je pri výrobe vrtúľ rovnakej veľkosti hmotnosť vrtúľ z titánovej zliatiny malá v porovnaní s inými bežne používanými materiálmi. V dôsledku toho majú lode používajúce vrtule z titánovej zliatiny vyššiu účinnosť pohonu. V kombinácii s vysokou odolnosťou proti koróznej únave a odolnosťou proti kavitácii vrtúľ z titánovej zliatiny bude ich údržba a servis jednoduchší, čím sa predĺži životnosť vrtule. Zliatina titánu je ideálnym materiálom pre námorné vrtule.
Rusko, Británia a tak ďalej sa už v 60. rokoch minulého storočia začali pokúšať používať vrtule z titánovej zliatiny na lodiach. Napríklad Rusko vo svojej triede „Alpha“ a jadrové ponorky triedy „Mike“ používali titánové vrtule. Spojené štáty boli tiež v niekoľkých lodiach používajúcich titánové vrtule. Napríklad americké námorníctvo v triede 50t pre výskumných lovcov ponoriek používajúcich priemer 812,8 mm, trojlisté, odnímateľné, ultravákuové vrtule z titánovej zliatiny. Vysokorýchlostný delový čln "Asheville" využívajúci štvorlistú titánovú vrtuľu s variabilným stúpaním. Veľký americký vojenský krídlový čln „Plainview“ využíva Ti-6Al-4V materiál vyrobený s priemerom 1,52 m, štvorlistou, odnímateľnou, ultrakavitačnou vrtuľou z titánovej zliatiny. Čína tiež úspešne vyvinula rôzne vrtule z titánovej zliatiny a úspešne sa používajú v mnohých lodiach. Napríklad v roku 1972 úspešný vývoj krídlových vrtúľ z titánovej zliatiny Ti-5Al-2.5Sn a Ti-6Al-4V, ktoré sa doteraz používali na počet lodí. Výsledky dlhoročného používania ukazujú, že odolnosť vrtule z titánovej zliatiny proti korózii, jej životnosť je u tradičnej vrtule zo zliatiny medi 3-krát vyššia.
Okrem lodnej vrtule sú v lodnom motore použité aj materiály zo zliatiny titánu. Ako napríklad ľadoborec na atómovú energiu ruskej výroby využívajúci materiály zo zliatiny titánu obsahujúce parné motory. Použitie pohonného zariadenia z titánovej zliatiny môže spôsobiť, že loď pri navigácii nie je prerušená zemskými magnetickými siločiarami a vytvára veľký indukčný prúd. Okrem toho niektoré lode s vodným prúdovým pohonom používajú aj materiály zo zliatiny titánu, ako napríklad americká skúšobná loď SES-100A a japonská torpédová loď „PT{2}}“. Ich zariadenie na pohon vodným lúčom využívajúce výkovky z čistého titánu a titánovej zliatiny, ktoré znižujú kvalitu zariadenia, zlepšujú účinnosť zariadenia na pohon vodným lúčom.
3. Čerpadlá, ventily, potrubia a iné príslušenstvo
Ruská požiadavka na prevádzku potrubných systémov na lodiach je, že konštrukčné materiály by mali zaručovať životnosť 8 až 9 rokov pred prvým pripojením na opravu a nie menej ako 15 rokov pred úplnou výmenou systému. Táto požiadavka zabezpečuje, že všetky triedy lodí môžu byť v efektívnej prevádzke po dobu 25-30 rokov. Lode fungujú na mori, takže čerpadlá, ventily, potrubia a iné armatúry na lodiach sú vystavené drsnému morskému prostrediu.
Potrubný systém ruských civilných lodí vo všeobecnosti používa medené rúrky M3C, rúrky zo zliatiny medi MH-5-1 podľa rýchlosti prúdenia vody, zatiaľ čo ventily, čerpadlá a výmenníky tepla používajú zliatiny medi. Ak potrubie lode používa materiály zo zliatiny medi, ak už v druhom roku mohlo dôjsť k poškodeniu koróziou, je ťažké splniť vyššie uvedené požiadavky na použitie. Pre splnenie požiadaviek môže byť potrebné zahustiť hrúbku potrubia a zároveň, aby bola zabezpečená rýchlosť prúdenia vody, je potrebné rozšíriť priemer potrubia. Hmotnosť a náklady na celkový potrubný systém lode sa zvyšujú.
Čerpadlá, ventily a potrubia ruských vojnových lodí sú však častejšie vyrobené zo zliatiny titánu. Vojnové lode sú v prevádzke už dlhú dobu a ich používanie dokázalo, že rúrky, ventily, čerpadlá, výmenníky tepla a ďalšie výrobky z titánovej zliatiny sú vysoko odolné voči korózii morskou vodou a majú dlhú životnosť. Ak všetko použitie titánového výrobného systému na nasávanie vody z lode, môže výrazne predĺžiť životnosť systému a zlepšiť spoľahlivosť používania.
Americké námorníctvo používa na lodiach potrubné systémy zo zliatiny titánu. V porovnaní s tradičným potrubím zo zliatiny medi a niklu, odolnosť proti korózii z titánovej zliatiny, dokonca aj pri vysokorýchlostnom toku morskej vody (prietok 13 m/s), nebude koróziou spôsobenou morskou vodou, najmä pre pracovné médium na pohyb morskej vody. , vysoký prietok, vysokotlakové potrubie. Preto, aby sa zabezpečil rovnaký prietok morskej vody, vysoká odolnosť titánovej zliatiny proti korózii umožňuje, aby bol dizajn potrubia tenší, priemer potrubia sa zmenšil, priestor, ktorý zaberá loď, sa zmenšil, flexibilita usporiadania vylepšenia znížili sa aj náklady na údržbu. Okrem toho nízka hustota zliatin titánu, ktorá je približne polovičná v porovnaní so zliatinami medi a niklu, umožňuje výrobu menších hmôt potrubia, čo má za následok zníženie množstva zariadení používaných na podporu potrubia. Zaťaženie lode sa zníži a spotreba paliva sa zníži.
4. Akustické zariadenie
Akustické zariadenia na lodi môžu využívať aj materiály zo zliatiny titánu, ako je deflektor sonaru, komponenty hydroakustických meničov, mikrofóny, časti telefónov a iná výroba. Sonar je najúčinnejšie zariadenie na detekciu cieľov pod vodou. Naša krajina väčšinou používa nehrdzavejúcu oceľ a sklenené vlákna vystužené vláknami, ale v porovnaní s materiálmi zo zliatiny titánu je jej prenos zvuku a odolnosť proti nárazu relatívne slabá. V Rusku bol deflektor sonaru z titánovej zliatiny aplikovaný na jadrovú ponorku "Kursk", lietadlovú loď "Minsk", lietadlovú loď "Kyjev" atď., skutočný detekčný efekt sonaru je lepší.
Lode sú dôležitou súčasťou národnej námornej sily a je veľmi dôležité vybrať si vynikajúce materiály na stavbu lodí. Materiál zliatiny titánu má mnoho vynikajúcich vlastností a môže byť široko používaný pri stavbe lodí. Výskum, vývoj a aplikácia titánovej zliatiny pre lode vo svetových vojenských mocnostiach sa vyvíjajú už desaťročia a existuje mnoho úspešných prípadov titánovej zliatiny v trupoch lodí, pohonných zariadeniach, potrubiach, sonaroch atď. V súčasnosti tieto krajiny stále používajú titán zliatina pre lode. V súčasnosti tieto krajiny stále považujú zliatinu titánu za nový materiál strategického významu a kladú dôraz na výskum a aplikáciu zliatiny titánu. V budúcnosti bude stále viac a viac materiálov zo zliatiny titánu s vynikajúcim výkonom a úspešnými aplikačnými prípadmi.
