Titán és titánötvözetek alkalmazása tengeri felszerelésekben
A titán a legideálisabb anyag a tengeri környezetben. A titán használata nagymértékben javíthatja a haditengerészeti hajók és felszerelések harci hatékonyságát, csökkentheti a karbantartási költségeket, meghosszabbíthatja az élettartamot és javíthatja az elrejtést. Az orosz, amerikai és kínai haditengerészet széles körben alkalmazta a titánt nyomás alatti hajótestekben, tengervíz-csővezeték-rendszerekben, felépítményekben és merülőhajók, víz alatti tengeralattjárók, felszíni hajók, hajók és egyéb berendezések más alkatrészeinél.
1. Nyomótest
A mélytengeri tengeralattjárók emberes gömbjeihez itthon és külföldön használt titánminőségek főként a Ti-6Al-4V és a Ti-6Al-4VELI (ezek a hazai minőségeknek felelnek meg TC4 és TC4ELI). A mélytengeri merülőhajók sok emberes gömbje a kezdeti szakaszban acélból készült, de a későbbi szakaszban helyette titánt használtak, ami csökkentheti a súlyt, növelheti a merülési mélységet és javíthatja az élettartamot. Például: ① Az amerikai Alvin búvárhajót 1964-ben építették HYl00 nagy szilárdságú acélból (lemezvastagság 33,8 mm), 2000 méteres merülési mélységgel. Amikor 1973-ban átépítették, a nyomás alatti hajótestet titánötvözetre cserélték (lemezvastagság 49 mm), és a merülési mélység 3600 m-re nőtt. Segéddoboza és nagynyomású gázgenerátora szintén Ti-6Al-4VELI-t használt; ② A japán "Deepsea 2000" emberes gömbhéj acélból készült, és titánt használtak az emberes gömbhéj előkészítéséhez, amikor a "Deepsea 6500"-t a merülési mélység növelésére építették.
A tengeralattjárók nyomás alatti hajótestének alkalmazása tekintetében Oroszország volt az első, amely titánt használt. Jelenleg ez az ország a világ legfejlettebb és legfejlettebb technológiájával, amely titánt használ nyomás alatti hajótestek gyártásához. A teljesen titánból készült nukleáris tengeralattjárók gyártásához az egyetlen titánminőség az IIT-3B titánötvözet (amely a hazai TA17 minőségnek felel meg). Az elmúlt években Kína is előszeretettel használt titán anyagokat a tengeralattjárók építésekor, és a minőségek főként TA17, TC4, TC4ELI, TC11, tiszta titán stb.
Ezen túlmenően sok országban jelenleg is készülnek mélytengeri, emberes tengeralattjárók és mélytengeri, titánból készült fegyverek és felszerelések. A Kínában épített „Struggler” teljes tengeri emberes merülőhajó 2020. november 10-én sikeresen megtámadta a világ óceánjának legmélyebb részét, a Mariana-árkot, 10 909 méteres mélységgel, megvalósítva a kínaiak mélytengeri álmát. A búvárhajó emberes gömb alakú héjanyaga a Baoti Co., Ltd. által gyártott, nagy szilárdságú, nagy szilárdságú, sérüléstűrő titánötvözet; Kína megkezdte a teljesen titánból készült mélytengeri berendezések építését.
2. Tengervíz csővezeték rendszer
A tengervíz csővezeték-rendszer összetett, és számos átmérővel rendelkezik. A kiválasztott anyagoknak rendelkezniük kell a tengervíz korrózióval szembeni ellenálló képességével, nagy szilárdsággal és jó kifáradási tulajdonságokkal. A titán mindezen követelményeknek megfelel. A titánötvözetből készült csövek jelentős előnyökkel rendelkeznek a hagyományos anyagokhoz (szénacél, rozsdamentes acél, rézötvözet) képest.
(1) Növelje az élettartamot magával a hajóval megegyező élettartamra. Oroszország összehasonlította a hagyományos anyagokból és titánból készült csővezetékrendszerek élettartamát. Az eredmények azt mutatják, hogy a titán élettartama megegyezik a hajóéval, csak egyszer kell beruházni, és használat közben is csak egyszerű karbantartást igényel; A hagyományos anyagok élettartama körülbelül 2-10 év, és az élettartam során rendszeresen javítani, vagy akár cserélni kell, különösen a nagy sebességű vezetési környezet hatására, a különböző kötések helyi korróziót okoznak. Az amerikai haditengerészet hajóinak alkalmazási adatai szerint a titán csövek élettartama 40 év, a réz-nikkel ötvözetből készült csövek élettartama pedig mindössze 6-8 év.
Kína ellenőrző és értékelő teszteket végzett a "titánötvözet" használatával kapcsolatban a "rézötvözet" helyettesítésére a tengervíz-csővezeték-rendszerek gyártásához. Miután a Baoti által szállított TA2 varrat nélküli titán csövek, tartócsőszerelvények és titán karimák közel 3 évig működtek, a csővezetékeket és a tartóanyagokat szétszerelték és ellenőrizték, és nem találtak olyan rendellenes körülményeket, mint például repedések, lyukak és korrózió.
(2) Csökkentse a költségeket. Bár a titánötvözet alkatrészek egyszeri beruházási költsége magasabb, az egyszeri befektetés a teljes élettartamot ki tudja elégíteni, és a használat során csak egyszerű karbantartásra van szükség, ami jelentősen megtakarítja a javítási és karbantartási költségeket. Az amerikai haditengerészet hajóinak hőcserélőiben használt réz-nikkel ötvözetből készült csöveket évente mintegy 97 km-en kell cserélni, míg az LPD17 kétéltű dokkszállító hajó két fő tengervízcsőrendszeréhez Gr.2 tiszta titán csöveket választanak ki. körülbelül 1,000 csővel és több mint 3350 méteres teljes hosszukkal, így akár 17 millió dolláros költséget takaríthat meg a teljes életciklus során. Összefoglalva, a titán csőrendszerekben történő felhasználásával nemcsak a tömeg csökkenthető, hanem a fő test élettartamával megegyező élettartam érhető el, miközben csökkentik a költségeket. Az elmúlt években tételesen alkalmazták számos tengeri felszerelésen, például Kínában a 022-es hajón.
3. Felépítmény
Jelenleg is vannak példák a titán felhasználására a hazai hajók felépítményében, mint például a Ti70 (TA23) árbocokhoz, TA5 és TA7 rudak radarantennákhoz, valamint TA2 és TA5 lemezek hangárburkolatokhoz és vázszerkezetekhez. Az amerikai haditengerészet szintén nagy mennyiségű titánt használt az LPD17 kétéltű dokkszállító hajó kulcsfontosságú felépítményében, ami körülbelül 50%-kal csökkentette a tömegét, és nagymértékben javította a hajó stabilitását.
4. Alkalmazás más területeken
A fent említett, nagy mennyiségű titánt használó nyomástartó hajótesteken, csőrendszereken és felépítményeken kívül a hazai és külföldi tengeri felszerelések egyéb alkatrészei is megtalálhatók, amelyek szintén titánt használnak.