Zastosowanie tytanu w sprzęcie okrętowym

Tytan to najbardziej obiecujący materiał metalowy na wyposażenie marynarki wojennej.Jest szeroko stosowany w okrętach nawodnych, podwodnych, głębinowych, broni podwodnej, sprzęcie komunikacyjnym i innych dziedzinach na całym świecie. W atomowej łodzi podwodnej skraplacz, wymiennik ciepła, osłona sonaru, system rurociągów morskich i mieszek są wykonane z tytanu. Tytan jest również szeroko stosowany w osłonie ciśnieniowej, układzie wydechowym gazu silnika wysokoprężnego, osłonie sonaru, systemie rurociągów morskich, miechach, pompach i zaworach konwencjonalnych okrętów podwodnych (636, K877 itp.). Przepłynęła światowe wody Arktyki, Antarktyki, równika, Pacyfiku, Oceanu Indyjskiego i Atlantyku i rozwiązała problemy projektowych naprężeń dopuszczalnych i doboru współczynnika bezpieczeństwa. Tytan jest również stosowany w urządzeniach napędzających strumienie wody w różnych okrętach podwodnych w Stanach Zjednoczonych i Japonii, co skutecznie przezwycięża niekorzystne skutki dużego prądu indukowanego spowodowanego przecięciem ziemskiej linii sił magnetycznych podczas żeglugi ze stopem miedzi.

2.1 Pociski ciśnieniowe okrętów podwodnych i głęboko podwodnych

Gdy konstrukcja łodzi podwodnej jest zamocowana, ostateczna głębokość zanurzenia łodzi podwodnej jest wprost proporcjonalna do iloczynu granicy plastyczności materiału powłoki i grubości powłoki. Zwiększenie głębokości nurkowania poprzez pogrubienie powłoki ciśnieniowej zmniejszy efektywne obciążenie łodzi podwodnej. W przypadku utrzymania efektywnego obciążenia, wielkość łodzi podwodnej zostanie zwiększona do tego stopnia, że ​​nie będzie można jej użyć w praktyce. Dlatego należy wziąć pod uwagę materiały o wyższej wytrzymałości właściwej. Spośród kilku materiałów dostępnych obecnie na powłoki okrętów podwodnych, stop tytanu ma najlepsze parametry (szczegółowe porównanie patrz Tabela 1). Tabela 1 pokazuje, że stop tytanu jest bardzo korzystny jako materiał powłoki odpornej na ciśnienie dla okrętów podwodnych i głębinowych.

Właściwości kilku materiałów do głębokich powłok ciśnieniowych okrętów podwodnych

Przykłady zastosowania tytanu w powłoce ciśnieniowej okrętów podwodnych i głębinowych

2.2 śmigło, wał napędowy i napęd strugowodny

Odlew ze stopu tytanu ma wysoką wytrzymałość właściwą, wysoką odporność na zmęczenie korozyjne i dobrą odporność na kawitację (patrz Tabela 3). Jest to idealny materiał na śmigło, zwłaszcza materiał na śmigło superkawitacyjne. Śmigło ze stopu tytanu ma zalety lekkości, wysokiej wydajności napędu i długiej żywotności.

Własności mechaniczne materiałów śmigła

2.3 Wymienniki ciepła i skraplacze

Tytan ma doskonałą odporność na korozję czystą, zanieczyszczoną i piaskiem zawierającym wodę statyczną i dynamiczną. Wysoka prędkość wody chłodzącej i cienkościenna rura skraplacza poprawiają zdolność wymiany ciepła i zmniejszają wagę skraplacza. Adhezja rurki tytanowej jest niewielka, a ciecz kondensuje się w postaci kulek na powierzchni tytanu. Stopień kondensacji tytanu jest o ponad 29,3 procent wyższy niż miedzi; Stopień kondensacji jest o 35 procent wyższy niż w przypadku stali nierdzewnej 304; Stopień kondensacji jest o ponad 17,5 procent wyższy niż w przypadku stali nierdzewnej 316, co jest również korzystne dla wymiany ciepła. Współczynnik czystości rury tytanowej jest wyższy niż rury ze stopu miedzi. Powyższe czynniki powodują, że przewodność cieplna tytanu jest niższa niż stopu miedzi B30, ale sprawność wymiany ciepła jest równa lub nieco wyższa niż w przypadku B30. Jednocześnie naddatek na izolację drgań rury tytanowej jest również wyższy niż w przypadku rury B30.